Regeneran huesos y tejidos en humanos con andamios moleculares

Investigadores de la UNAM desarrollan biomateriales de tercera generación, que se insertan en pacientes y ayudan en la regeneración de huesos y tejidos humanos. Estos investigadores son lidereados por la física María Cristina Piña Barba y sus colaboradores, quien labora en el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de la UNAM. Este tipo de proyectos son parte de la medicina regenerativa, la cual pasa de sustituir y reparar con materiales de dos generaciones anteriores, a regenerar y sustituir huesos y tejidos de hígado, piel, vías biliares y urinarias. La medicina regenerativa o terapia celular es la rama de la bioingeniería que emplea la combinación de células, métodos de ciencia e ingeniería de materiales, bioquímica y fisicoquímica para reemplazar funciones biológicas.

Ventajas de los biomateriales

La sustitución de tejido se logra mediante pequeñas estructuras porosas llamadas andamios moleculares. Estos se producen en laboratorio y son fabricados a partir de colágeno, hueso de bovino y biopolímeros. Piña Barba y su grupo pueden también reparar o reemplazar (parcial o totalmente) cartílago, válvulas cardiacas y vejiga. Además se han probado en tráquea, hígado y corazón. Hasta ahora, elaboran “esponjas de colágeno” para sustituir hígado, vías biliares e urinarias, piel y para uso como andamios celulares. Para los de tipo moleculares utilizan la impresión 3D y realizan pruebas en colaboración con los institutos nacionales de Rehabilitación y de Enfermedades Respiratorias, a fin de probarlos en humanos.

Detalles de la reparación del cuerpo

En el Seminario del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional, la especialista explica que la reparación del cuerpo humano tiene dos vías: La aproximación biónica, que utiliza biomateriales de primera y segunda generación para fabricar prótesis e implantes útiles para todas las especialidades clínicas. Así como la aproximación de medicina regenerativa, que incluye ingeniería de tejidos y utiliza biomateriales de tercera generación. En el Laboratorio de Biomateriales del IIM los andamios son diseñados para estar en contacto con tejidos vivos; tomando en cuenta que sus propiedades superficiales son fundamentales para lograr una respuesta positiva. Por ello, un biomaterial necesita ser:

• Biocompatible, que el organismo deba aceptarlo.
• Estable químicamente, es decir que no debe degradarse con el paso del tiempo.
• Resistente mecánicamente, pues no debe fracturarse.
• No tóxico, que no debe dañar otras partes del cuerpo.

  De acuerdo con Piña Barba los andamios moleculares se desarrollan, por ejemplo, de colágeno. En ellos no existe ninguna célula viva, solo la estructura porosa. En el laboratorio se le añaden células del área a regenerar del paciente, factores de crecimiento y medios de cultivo. Una vez transcurrido el periodo de cultivo -ya con las células de la persona-, estas crecen dentro del biomaterial y se pueden introducir al cuerpo en el área a regenerar. “Lo más sencillo es implantar directamente el andamio con los únicos requisitos de ser biocompatible, poroso, biodegradable y con propiedades mecánicas mínimas”, afirma.