Ingenieros biomédicos de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos, han desarrollado el primer andamio óseo polimérico totalmente biodegradable, capaz de proporcionar soporte mecánico durante la reparación del hueso La investigación ha sido publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Se estima que 1,3 millones de personas se someten a cirugías de injerto óseo cada año, en los Estados Unidos. Los huesos humanos son duros, pero relativamente ligeros, y son capaces de soportar una presión considerable, mientras que mantienen la elasticidad suficiente para soportar torsiones moderadas. En el interior del tejido duro, se encuentra una matriz en la que las células óseas pueden proliferar y adherirse.
El hueso natural es, por tanto, la opción obvia para los injertos; sin embargo, los injertos autólogos exigen que el paciente pase por una cirugía adicional, y el suministro de los tejidos de auto-donación es, obviamente, limitado. Por otro lado, los injertos de donantes presentan varios riesgos, como el rechazo del injerto, y otras complicaciones a largo plazo.
Actualmente se utilizan biomateriales poliméricos, como el colágeno, para la regeneración ósea, pero éstos carecen de la dureza necesaria. La incorporación de cerámica o metales en los polímeros mejora las propiedades mecánicas de tales compuestos, pero, a menudo, sacrifican la óptima remodelación y regeneración ósea.
Ahora, mediante la unión de microfibras de proteínas de seda, a un andamio de proteínas de seda, los bioingenieros de Tufts han sido capaces de desarrollar un compuesto totalmente biodegradable, de alta resistencia, que mejora la respuesta de las células relacionada con la formación de hueso.
Los investigadores observaron que las matrices compuestas por microfibras de proteínas de seda imitaban las características mecánicas del hueso original, incluyendo la rigidez de la matriz; y que la aspereza de la superficie aumentó la diferenciación de las células madre mesenquimales, en comparación con el control.
Mediante la adición de microfibras a los andamios de seda, los autores obtuvieron propiedades mecánicas más fuertes, así como una mejor formación de los huesos.
Los científicos de Tufts utilizaron un enfoque novedoso para la fabricación de las microfibras de seda: la aplicación de la hidrólisis alcalina (el uso de productos químicos alcalinos para descomponer moléculas complejas en bloques de construcción). Este enfoque reduce considerablemente el tiempo y el coste de producir microfibras de diferentes tamaños.
