Investigadores desarrollan un revolucionario injerto óseo inspirado en corales e impreso en 3D
Un equipo de investigadores de la Universidad de Swansea ha impreso en 3D un injerto óseo inspirado en el coral. ¿Por qué es extraordinario? Con el estudio se ha descubierto que el nuevo material no solo se disuelve de forma natural en el organismo una vez finalizada la reparación, sino que además favorece una cicatrización más rápida.
Los defectos óseos causados por fracturas, tumores y lesiones que no cicatrizan figuran entre las principales causas de discapacidad en todo el mundo. Si bien es cierto que el tejido óseo puede repararse a sí mismo mediante la regeneración, factores como el envejecimiento, las enfermedades o la gravedad del defecto pueden ralentizar la regeneración. En el caso de defectos grandes, es necesario un andamiaje o injerto óseo para complementar la regeneración del tejido.
Diseño de ensayos in vitro e in vivo (Créditos: Swansea University)
Tradicionalmente, los médicos utilizan hueso del propio paciente (autoinjerto) o de un donante (aloinjerto) para rellenar estos huecos. Pero el suministro limitado, el riesgo de infección y los problemas éticos hacen que estas opciones sean menos atractivas. Existen injertos óseos sintéticos, pero actualmente no pueden igualar el rendimiento del hueso natural. Tardan mucho en disolverse, no se integran bien o pueden causar efectos secundarios como inflamación. En cambio, el material desarrollado por el equipo de Swansea imita al hueso natural tanto en su estructura como en su comportamiento biológico, con lo que supera esas dificultades.
¿Por qué los corales?
Los investigadores empezaron a explorar los corales como posibles sustitutos de injertos óseos en la década de 1970 y descubrieron que ciertos corales son similares a los del hueso esponjoso. Los corales comparten propiedades mecánicas con los huesos y además es biocompatible, osteoconductor y biodegradable. Desde entonces, el carbonato cálcico poroso de coral natural ha sido considerado «material de injerto de sustitución ósea clínicamente útil» por el Journal of International Oral Health. Teniendo en cuenta estos antecedentes, el equipo de Swansea desarrolló un nuevo material que imita la estructura porosa y la composición química de un sustituto de injerto óseo convertido en coral. Imprimieron en 3D este material utilizando la máquina 3D-Bioplotter de Envisiontec o moldearon el material y lo dejaron secar a temperatura ambiente.
El equipo de investigación realizó ensayos preclínicos in vivo, en este caso, con ratas y mini pigs. Los ensayos demostraron que el material reparaba completamente los defectos óseos en un plazo de tres a seis meses. Es más, el material desencadenó la formación de una nueva capa de hueso cortical fuerte y sano en cuatro semanas.
Resultados revolucionarios
La estructura presenta numerosas ventajas. Por un lado, permite una rápida cicatrización, con crecimiento de hueso nuevo en solo dos a cuatro semanas. El material se degrada de forma natural entre seis y doce meses después de la regeneración ósea, dejando solo hueso sano. Además, el material es más accesible que sus alternativas tradicionales, el coral natural o el hueso de donante. Es fácil de producir en grandes cantidades.
El Dr. Zhidao Xia, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Swansea, dirigió la investigación junto con profesores de los departamentos de Ciencias e Ingeniería y otros colaboradores externos. A finales de noviembre, el equipo publicó la investigación patentada.
«Nuestro invento tiende un puente entre los sustitutos sintéticos y el hueso de donante», afirma Xia. «Hemos demostrado que es posible crear un material seguro, eficaz y escalable para satisfacer la demanda mundial. Esto podría acabar con la dependencia del hueso de donante y resolver los problemas éticos y de suministro en los injertos óseos».
Implantes en mini pigs (Créditos: Swansea University)
Ahora, el equipo de la Universidad de Swansea quiere que su tecnología esté disponible en todo el mundo asociándose con empresas y organizaciones sanitarias. La alternativa de injerto óseo impreso en 3D podría reducir los costes sanitarios y mejorar la calidad de vida de los pacientes. Y las repercusiones no acaban ahí: la investigación abre nuevas oportunidades para la industria biomédica. Para más información, lea el comunicado de prensa de la Universidad de Swansea aquí.
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*Créditos de la foto de portada: (Izquierda) Imagen de un material impreso en 3D implantado in vivo durante 4 semanas. La foto se tomó con un microscopio electrónico de barrido. Fotografía: Dr. Zhidao Xia. (Derecha) Foto de un coral. Fotografía: Jesús Cobaleda.
