Un andamio para la reparación ósea inspirado en el proceso de curación natural
Los huesos disponen de una capacidad extraordinaria para regenerarse. La tensión y la carga diarias a las que se ven sometidos los tejidos óseos provocan microfracturas que se reparan con celeridad. No obstante, cuando se producen daños o lesiones graves, a menudo resulta necesario servirse de injertos óseos para favorecer el proceso de curación. Los injertos tienen múltiples limitaciones, pero la ingeniería de tejidos avanzada podría ofrecer una alternativa más efectiva. Los científicos del proyecto financiado con fondos europeos NANOFACT (Development of bioactive nanocomposites for bone tissue engineering applications) desarrollaron un diminuto andamio biodegradable para reconstruir huesos fisurados y fracturados. Elaborados con fibras cien veces más pequeñas que el cabello humano, los nanoandamios se emplean usualmente como matrices para propiciar la regeneración de tejidos gracias a células procedentes del paciente. Este tratamiento requiere dos intervenciones quirúrgicas, por lo que NANOFACT se proponía evitar completamente el uso de células del paciente. De esta forma, los investigadores desarrollaron un andamio biomimético con materiales que imitan los tejidos naturales y que generan respuestas celulares similares en el organismo. Los científicos se decantaron por la hidroxiapatita como mineral para fortalecer los huesos y por el quitosano para reemplazar el colágeno —el componente orgánico de los huesos—. Tras esto, el equipo incorporó al andamio unas proteínas generadas de manera natural por las células óseas denominadas factores de crecimiento para regenerar tejidos y crear nuevos vasos sanguíneos. Los investigadores demostraron en un modelo de rata que la eficacia del andamio con factores de crecimiento en lo referente a la reparación de huesos era superior a la de la estructura sin estas proteínas. Sin embargo, los científicos descubrieron que, en lugar de degradarse de forma natural, el andamio implantado en ratas permanecía intacto, evitando la completa curación del hueso. Como alternativa, NANOFACT diseñó una matriz polimérica elaborada con alcohol polivinílico, ácido poliacrílico y materiales cerámicos dispersos a lo largo de la estructura para hacerla porosa. También se añadió ciprofloxacin —un antibiótico— a la matriz para prevenir infecciones en la zona alrededor del implante. Al reactivar el crecimiento óseo, el andamio creado por NANOFACT elimina la necesidad de emplear cultivos de células extraídas del paciente. El proyecto ha demostrado la posibilidad de utilizar un andamio ortopédico seguro y eficaz para la reparación ósea que ofrece unas prestaciones superiores a las de los mejores tratamientos actualmente disponibles.
Palabras clave
Reparación ósea, andamio, ingeniería de tejidos, biomimético, factores de crecimiento
