Las lesiones óseas son algunas de las más difíciles de tratar porque necesitan algo más que soporte mecánico. Al contrario de lo que mucha gente piensa, el hueso no es sólo un material rígido e inactivo: los huesos interactúan con el resto de nuestros tejidos de muchas maneras. Por tanto, si realmente se desea acelerar la regeneración ósea, es necesario integrar también estímulos eléctricos y biológicos.
Teniendo esto en cuenta, un equipo de investigadores de Corea del Sur desarrolló un andamio que imita los tejidos biológicos y envía señales eléctricas cuando se aplica presión. La clave de esta tecnología es un material llamado hidroxiapatita (HAp).
HAp es una forma mineral natural de apatita cálcica. Aparece de forma natural en algunos depósitos geológicos, pero también es el principal componente mineral de los huesos y los dientes. Debido a que es biocompatible (lo que significa que el cuerpo lo tolera bien), este mineral es muy buscado en el campo de los biomateriales, especialmente cuando se trata de apoyar la función y el crecimiento de los huesos.
Los andamios de hidroxiapatita pueden servir como marco para el crecimiento de hueso nuevo, ofreciendo una estructura que imita la matriz ósea natural. Esto se ha hecho antes. Pero mezclar el soporte mecánico y biocompatible con las señales eléctricas que favorecen la recuperación ósea fue un gran desafío, y aquí es donde entra en juego el nuevo estudio.
Un vendaje óseo piezoeléctrico
El vendaje óseo recientemente desarrollado es un tipo de material piezoeléctrico, un material que genera una carga eléctrica en respuesta a la tensión mecánica aplicada. En el contexto de la recuperación ósea, los materiales piezoeléctricos son importantes porque el propio tejido óseo exhibe propiedades piezoeléctricas, que desempeñan un papel en el proceso biológico de crecimiento y reparación ósea.
Cuando se utilizan materiales piezoeléctricos en aplicaciones de curación ósea, como implantes o andamios, pueden imitar el efecto piezoeléctrico natural del hueso, mejorando la curación proporcionada por el tratamiento. Esencialmente, esta simulación de los procesos naturales del cuerpo puede mejorar la regeneración ósea al estimular la actividad de las células óseas y promover la deposición de tejido óseo nuevo.
Para probar su material, los investigadores utilizaron el vendaje óseo en ratones con defectos en los huesos del cráneo. Los andamios permanecieron en su lugar durante seis semanas y mostraron un progreso notable.
Los andamios aumentaron la unión celular en el hueso en un 15%. Después de cinco días, los niveles de osteogénesis (el desarrollo o reparación del hueso) eran entre un 30 y un 40% más altos. Además, se descubrió que las propiedades piezoeléctricas imitan los procesos naturales del cuerpo, lo que proporciona señales importantes para la regeneración de tejidos a largo plazo.
¿Se puede usar esto en humanos?
Por ahora, la tecnología sólo se ha probado en ratones. Pero hay algunas perspectivas alentadoras.
El equipo desarrolló un proceso de fabricación que fusiona HAp con una película de polímero que crea un andamio flexible e independiente. Esto significa que se puede utilizar in vivo. El profesor Yoonju Hong, uno de los autores del estudio, afirma que esto también abre vías de tratamiento en humanos.
“Hemos desarrollado un material compuesto piezoeléctrico basado en HAp que puede actuar como un ‘vendaje óseo’ gracias a su capacidad para acelerar la regeneración ósea”. Y añadió: “Esta investigación no sólo sugiere una nueva dirección para el diseño de biomateriales, sino que también es importante porque ha explorado los efectos de la piezoelectricidad y las propiedades de la superficie en la regeneración ósea”.
El estudio fue publicado en Applied Material Interfaces.
Fuente: ZME Science.
