Un equipo multidisciplinario de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) ha diseñado modelos computacionales avanzados que permiten predecir y describir la regeneración de la matriz extracelular en un experimento piloto con ratas Wistar, enfocado en la regeneración epitelial mediante el uso de membranas elaboradas con ácido poliláctico y alcohol de polivinilo.
El proyecto, iniciado en 2017, es liderado por los investigadores Areli Montes Pérez y Ricardo Agustín Serrano de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM), junto con Maura Cárdenas García, de la Facultad de Medicina; Marco Antonio Morales Sánchez, de la Facultad de Ingeniería Química; y Benito Zenteno Mateo, de la Facultad de Ingeniería, todos ellos miembros del Sistema Nacional de Investigadores.
También participan estudiantes de licenciatura y posgrado, entre ellos médicos, ingenieros en materiales y maestros en ciencias, quienes contribuyen al desarrollo y validación de los modelos.
Los modelos matemáticos implementan una simulación basada en métodos de diferencia finita para un modelo de reacción-difusión-advección. Este modelo integra poblaciones celulares de la epidermis y la dermis, así como su interacción química, permitiendo reproducir procesos de regeneración cutánea y el estudio de patologías dérmicas específicas.
El uso de simulaciones computacionales representa una optimización en tiempo y recursos antes de realizar pruebas experimentales, facilita el aislamiento de variables para su análisis detallado y permite la exploración de escenarios hipotéticos que serían difíciles o imposibles de reproducir en laboratorio. Además, este enfoque reduce la dependencia del uso de organismos vivos en experimentación, alineándose con prácticas éticas en investigación biomédica y abriendo la puerta a la personalización médica a partir de parámetros específicos de cada paciente.
El carácter interdisciplinario del proyecto favorece la retroalimentación constante entre los datos obtenidos de las simulaciones y los resultados experimentales, enriqueciendo la calidad y precisión del estudio.
Hasta la fecha, el equipo ha publicado dos artículos científicos y tiene un tercero aceptado en la revista Mathematics and Computers in Simulation, titulado “A new nonlinear model of reaction-diffusion-advection applied to some scar anomalies and cutaneous mosaicism”. Asimismo, se ha formado a cinco estudiantes de maestría y dos tesistas en el área, consolidando recursos humanos especializados.
En materia de innovación, el grupo ha generado tres solicitudes de patente. Una de ellas ya ha sido otorgada y corresponde a un “Electrohilador industrial con inyección dual de cuatro componentes y sistema de recolección móvil para obtención de materiales nanoestructurados”, un equipo diseñado para fabricar membranas biomiméticas que replican la matriz extracelular de la piel humana, empleando biomateriales poliméricos como ácido poliláctico y alcohol de polivinilo.
Este avance representa un aporte significativo en el campo de la biología matemática y la ingeniería biomédica, con potencial impacto en tratamientos médicos relacionados con la regeneración tisular y la medicina personalizada.
Fuente: BUAP
