Un biovidrio fabrica imitaciones de hueso para reparar fracturas

Un grupo de científicos de la Universidad de Málaga ha patentado una alternativa a los actuales materiales para reparar fracturas óseas.

Europa Press | 23/11/2015 12:47

Investigadores del Laboratorio de Bioingeniería y Regeneración Tisular (Labret), ubicado en el Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (Bionand) de la Universidad de Málaga (UMA), han desarrollado biovidrios para construir andamios en tres dimensiones que imitan al hueso.

Estas estructuras, que ya han patentado, se presentan como una alternativa a los actuales materiales para reparar fracturas, ya que facilitan la reabsorción y mejoran la fijación de las células óseas (osteblastos), según indican desde la Fundación Descubre.

Hasta ahora, los sustitutos de hueso que se utilizan se basan en materiales cerámicos con contenido en calcio para simular la composición ósea. Sin embargo, en ocasiones presentan problemas, ya que no se reabsorben. Esto hace que queden restos que generan una zona de debilidad en el área reparada.

También ocurre que, en otros casos, se absorbe antes de tiempo provocando un hueco que no se rellena de tejido. Para solventar estas dificultades, los investigadores de la Universidad de Málaga, en colaboración con el Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid (ICV-CSIC), han ideado materiales alternativos que imitan al hueso.

En concreto, los expertos funden dos tipos de vidrio para conseguir las características biológicas que precisan en la elaboración de las estructuras óseas. "Uno nos permite conseguir materiales en tres dimensiones y el otro posibilita la incorporación de nitrógeno", explica una de las responsables del estudio y científica del Centro de Investigación Biomédica de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CiberBBN) en la UMA, Leonor Santos-Ruiz.

Se trata de la denominada nitruración, un proceso que consigue mejorar su reactividad y facilitar su reabsorción, además de aumentar la velocidad de degradación de la estructura sustitutiva.

La novedad del estudio es la adición de nitrógeno al vidrio resultante. Este elemento consigue que las células identifiquen a la estructura externa como biológica. La experta ha apuntado que las proteínas son las moléculas con las que se comunican las células, por lo que este material puede "interactuar directamente" con las proteínas celulares. "Podría decirse que, a pesar de ser inorgánico, puede hablar con las células en lenguaje biológico. Así lo reconocen y no lo rechazan".

Tiempos reducidos a la mitad
Además de esta compatibilidad, otra de las ventajas de la nitruración es la aceleración del proceso de regeneración de tejido. Según relata la investigadora, en el proceso de construcción del nuevo hueso, las células primero se adhieren a la estructura biológica externa y luego comienzan a diferenciarse en células óseas.

En este caso, empiezan a especializarse incluso antes de recubrir la superficie, ante lo que los expertos creen que reconocen que es un material biológico y lo hacen "todo a la vez". Así, "si antes tardaban dos semanas en recubrir la estructura, ahora este tiempo se reduciría a la mitad", añaden.

Esa elevada reactividad, junto con la posibilidad de diseñar estructuras tridimensionales, aumentan las aplicaciones del nuevo biovidrido. Y es que, tal y como asegura la responsable del estudio, "no sólo es factible para lesiones pequeñas, sino que lo están probando también en fracturas grandes".

Los resultados de sus ensayos in vivo en laboratorio apuntan que el biovidrio es "biocompatible, se reabsorbe y no aporta productos nocivos", según explican en su estudio, que publica la revistaActa Biomaterialia.