Utilizan biomateriales para la regeneración ósea

Publicado 20/10/2009 11:03


El laboratorio de Fisiopatología Ósea y Biomateriales de la Unidad de Investigación del Hospital Universitario La Paz (UAM) en colaboración con el Departamento de Química Inorgánica y Bioinorgánica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid ha investigado la respuesta celular a materiales desarrollados para aplicaciones de ingeniería tisular ósea.

El hueso es un tejido que se renueva de forma continua a lo largo de la vida del individuo mediante el proceso de remodelado óseo. Esta continua remodelación permite al hueso regenerarse tras ser dañado mediante la creación de un tejido idéntico al original.

Habitualmente, la dinámica del hueso es suficiente para reparar fracturas y reconstruir defectos comunes. Sin embargo, tras la destrucción de grandes volúmenes de masa ósea, como en el caso de traumatismos graves, tumores, infecciones y desórdenes en el desarrollo, el tejido dañado no es capaz de regenerarse por sí mismo.

En estos casos se requiere un injerto óseo o un sustitutivo sintético para ayudar o completar la reparación de la deficiencia esquelética. El mejor sustitutivo óseo es el propio hueso, ya sea proveniente del propio paciente o bien obtenido de un donante.

Sin embargo, existen problemas asociados al uso de injertos óseos como la insuficiente cantidad de tejido disponible cuando se trata del mismo paciente o el riesgo de transmisión de enfermedades en el caso de donantes. Estas limitaciones han propiciado que numerosos grupos de investigadores trabajen en el desarrollo de materiales de origen sintético que funcionen como sustitutivos óseos.

Entre los materiales más investigados se encuentran las cerámicas biodegradables basadas en fosfatos cálcicos. Estos materiales poseen una composición química y estructura muy similar a la del hueso y además se degradan de manera gradual en el organismo, permitiendo la regeneración del tejido. Una de las complicaciones asociadas al empleo de estos sustitutivos óseos es la aparición de partículas alrededor del material implantado bien a consecuencia de su degradación o por deficiencias en su procesado.

La integración de los materiales implantados en el tejido óseo comienza con el reclutamiento de células precursoras que darán lugar a células formadoras de hueso. El grupo FIOBI (HULP, UAM), ha investigado el efecto de partículas cerámicas basadas en fosfatos cálcicos desarrolladas por BIOMAT (UCM) sobre la capacidad de células madre humanas procedentes del estroma de la médula ósea para madurar a células de linaje osteoformador. Estas células maduras u osteoblastos forman una matriz ósea mineralizada con depósitos de sales, principalmente sales de calcio.

Los resultados, recientemente publicados en la revista Acta Biomaterialia indican que partículas cerámicas basadas en fosfatos cálcicos pueden alterar el comportamiento de células madre a través del contacto directo célula-partícula, así como impedir su maduración a células formadoras de hueso a través de modificaciones en los niveles de calcio del microambiente óseo. Estos efectos pueden ser más o menos acusados en función de la composición química de los materiales particulados. En concreto, se ha observado que partículas de apatita deficientes en calcio interfieren con la formación matriz mineral mediante la captación de calcio del medio mientras que no se observaron estos efectos al emplear partículas de fosfato cálcico bifásico.

Este estudio refleja la importancia de investigar exhaustivamente las posibles complicaciones que conlleva el uso de materiales sintéticos desarrollados como sustitutivos óseos y aporta información valiosa referente al efecto biológico de materiales con distintas relaciones calcio/fosforo en su composición.

Fuente:

SINC

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