La comunidad médica está de enhorabuena. La investigación de nuevas técnicas que mejoren la regeneración ósea ha sido una constante durante los últimos años y parece que ya ha dado sus frutos. Y es que un equipo de ingenieros biomédicos de la Universidad de Texas A & M son noticia gracias al desarrollo de un nuevo biomaterial que servirá para la regeneración y curación de los huesos.
Se trata de un nanomaterial que ayudará a los profesionales médicos a tratar aquellos huesos fracturados que sufran problemas de cicatrización y que hasta ahora requerían intervenciones quirúrgicas con injertos óseos. De hecho, este biomaterial es capaz de activar las células madre, permitiendo la formación de hueso nuevo. Pero, ¿cómo funciona a nivel celular? Pues bien, el biomaterial se compone de dos partículas de dimensiones nanométricas que están incrustadas dentro de un gel, y que estimula el crecimiento óseo gracias a un complejo mecanismo de señalización que no necesita que intervengan las proteínas conocidas como factores de crecimiento. Son esos factores de crecimiento los empleados en los tratamientos convencionales y que pueden llegar a provocar efectos secundarios muy graves, debido a las grandes cantidades que se necesitan para estimular las células.
Asímismo, la nueva técnica se basa en el uso de tres minerales –ácido ortosilícico, magnesio y litio- combinados con partículas diminutas de nanosilicato, 100.000 veces más fino que las hojas de papel. De este modo, las partículas están incrustadas en un hidrogel a base de colágeno, un gel que es totalmente biodegradable y que se utiliza a menudo en otras operaciones quirúrgicas gracias a su compatibilidad con el cuerpo humano. Además, cuando dichas partículas de nanosilicato se mezclan con el gel, sus propiedades físicas, químicas y biológicas aumentan. Es más, se puede controlar el tiempo que permanece el gel en el lugar de la lesión controlando las interacciones entre los nanosilicatos y la gelatina. Y por supuesto, cuando se inyecta en la cavidad ósea, éste se va degradando muy lentamente mientras se va sustituyendo por tejido natural.
Por otro lado, es muy importante que el nanomaterial sea resistente a efectos mecánicos, un factor que cumple con creces: al inyectarse en el hueso se vuelve tres o cuatro veces más rígido, lo que impide su extensión a otras partes del cuerpo, evitando efectos secundarios. Las pruebas realizadas hasta ahora han demostrado su gran fiabilidad, con la actividad de la fosfatasa alcalina (un marcador de la formación ósea temprana) triplicada, además de cuadruplicar la cantidad de fosfato de calcio, unos de los componentes más importantes del hueso.
Andamios en forma de hueso
Akhilesh Gaharwar, profesor de ingeniería biomédica y uno de los lideres del proyecto, espera dar un paso más durante los próximos meses y e introducir la tecnología de impresión en 3D en las investigaciones. Su propósito es crear estructuras de tejido óseo tridimensionales cargadas de células. Una especie de andamios personalizados para cada paciente, vascularizados y que contengan el nuevo nanomaterial. De esta manera, la zona dañada recibiría flujo de sangre mientras que se regeneraría en la medida exacta que desearan los médicos.
“En base a los profundos estudios preliminares, podemos asegurar que estas partículas altamente biofuncionales tendrán un inmenso potencial en aplicaciones biomédicas". Palabras de Akhilesh Gaharwar.