Seda, cerámica y células madre para regenerar las articulaciones

El reemplazo completo de articulación, aunque generalmente da buenos resultados, no deja de ser una operación importante que implica dolor y largos períodos de recuperación.

Con el fin de desarrollar terapias más efectivas para la artrosis, un equipo internacional de científicos ha desarrollado un armazón que se implanta en articulaciones dañadas: el armazón de cartílago está hecho de seda, y el de hueso de cerámica. Esta combinación de materiales imita de forma precisa al cartílago y el hueso, tanto en fuerza mecánica como en estructura de poros. Aún más importante: también permite que las células madre ocupen el injerto, donde se diferencian entre células óseas y cartilaginosas. Las células rellenan las áreas dañadas para reconstruir la estructura original de la articulación, después de lo cual el armazón se biodegrada por sí mismo, quedando así la articulación reparada. Este armazón es un paso adelante significativo para un tratamiento duradero de patologías articulares comunes.

“Se trata de un problema difícil de abordar”, comenta una de las investigadoras. “Uno de los grandes problemas de la ingeniería de tejido cartilaginoso es que el cartílago no se integra bien con el tejido anfitrión después del implante, con lo que este no se ‘engancha’. Con este nuevo método, existe una mayor posibilidad de éxito, debido a que los materiales tienen arquitecturas y propiedades físicas más próximas a las del tejido original. La estructura natural en una articulación en la que se encuentran dos huesos se compone de dos “fases”, cartílago y hueso, y se denomina tejido osteocondral. Este material “bifásico” combina cartílago flexible con hueso más rígido, lo cual permite a las articulaciones flexionarse y funcionar adecuadamente, además de mantener suficiente fortaleza como para soportar el peso.

células

Los tratamientos clínicos disponibles en la actualidad se clasifican en dos categorías: tratamientos no quirúrgicos y tratamientos quirúrgicos. El tratamiento quirúrgico incluiría la eliminación del cartílago y hueso dañados o el injerto de nuevos huesos y cartílagos. Ambas técnicas tienen como objetivo restaurar la forma natural y la superficie deslizante del cartílago. Los métodos disponibles en la actualidad suelen conseguir aliviar el dolor y restaurar la función a largo plazo, pero raramente consiguen la plena recuperación funcional del tejido osteocondral.

Investigadores de diversos centros de EE.UU y Australia han desarrollado materiales que imitan la compleja y única naturaleza del tejido osteocondral. El objetivo era desarrollar un armazón artificial con propiedades mecánicas y bioactivas que consiga promover la curación del tejido dañado y recuperar por completo la función de la articulación. Las propiedades bioactivas de este armazón debían incluir tamaños de poro correctos para permitir que las células entren y pueblen el armazón tras el implante, así como ser biodegradable para así eliminar barreras para la regeneración tisular.

Los investigadores desarrollaron procesos relativamente simples y fáciles de reproducir para formar el armazón con los diferentes tamaños de poro necesarios. Finalmente, se creó también un interfaz mecánicamente fuerte entre ambos materiales, algo crítico para la creación con éxito de un injerto. El armazón resistió con éxito las pruebas de compresión y estiramiento a las que fue sometido, mucho mayores de las que resistiría un organismo bajo condiciones fisiológicas. Asimismo, el punto de unión entre ambas partes permaneció intacto también bajo fuertes pruebas de compresión y estiramiento.

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