Reparación ósea mediante andamios de seda de alta resistencia

Unos ingenieros biomédicos de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos, han desarrollado un  andamio óseo polimérico totalmente biodegradable, capaz de proporcionar soporte mecánico durante la reparación del hueso.   La nueva tecnología, que utiliza fibras de seda, podría mejorar la forma que se regeneran los huesos después de un accidente y una enfermedad. Este estudio ha sido publicado ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.

Muchos pacientes en Estados Unidos y Europa se someten a cirugías de injerto óseo todos los años. Los huesos humanos son duros, pero a la vez ligeros, soportan presiones considerables, manteniendo al mismo tiempo la elasticidad suficiente para soportar torsiones moderadas.

En el campo Odontológico los injertos de hueso se utilizan bastante en el campo de la implantología. Sabemos que el hueso natural es la primera opción para los injertos. Cuando se utilizan los injertos autólogos  el paciente tiene que pasar por una cirugía adicional, sabemos que los tejidos de auto-donación son limitados. Si queremos utilizar injertos por parte de donantes existen riesgos como el rechazo del injerto u 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.

El material biodegradable fue creado por la fusión de microfibras de proteínas de seda con un andamio de proteínas de seda. El material compuesto resultante ofrece una alta resistencia a la comprensión como a la vez ayuda y apoya las respuestas celulares relacionadas con la formación del hueso, siempre en un estudio in vitro.  

El material imita las propiedades mecánicas y físicas del hueso natural. La rigidez de su matriz y la rugosidad superficial mejoran la diferenciación de células madre mesenquimales humanas en comparación con las esponjas de seda que se utilizaron como control.

Imagen MEB de los andamios de seda donde se puede observar la rugosidad y los poros

Kaplan explicó en un comunicado de prensa que el andamio podría ser utilizado para una serie de “sistemas de tejidos donde el control de las propiedades mecánicas es útil y tiene amplias aplicaciones para la medicina regenerativa”.

Los científicos de Tufts para la fabricación de estas microfibras de seda han utilizado la hidrólisis alcalina. Este enfoque reduce considerablemente el tiempo y el coste de producir microfibras de diferentes tamaños.

Comunicado de prensa: High-Strength Silk Scaffolds Improve Bone Repair

Descargar pdf | Artículo original (High-strength silk protein scaffolds for bone repair)

 

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