Andamio óseo avanzado para casos difíciles

El hueso experimenta constantemente microfracturas y reparaciones ocasionadas por la carga diaria. Cuando los huesos no pueden curarse por sí mismos en casos de lesiones graves o enfermedad, suelen ser necesarios injertos óseos. Sin embargo, estos están muy limitados en muchos aspectos, lo que apunta a una demanda urgente de ingeniería de tejidos avanzada.

Unos científicos han desarrollado un nanoandamio novedoso para satisfacer esta demanda gracias a la financiación europea del proyecto «Development of bioactive nanocomposites for bone tissue engineering applications» (NANOFACT). El andamio biomimético se compone de hidroxiapatita, el componente principal de los dientes y huesos, y quitosano, un polisacárido que se encuentra en las conchas de los crustáceos (exoesqueletos).

El quitosano imita al colágeno, el polímero natural del cuerpo, y mejora la farmacocinética de los factores de crecimiento. El quitosano también tiene propiedades antimicrobianas conocidas y sirve de superficie para el crecimiento óseo. La unión al andamiaje de los factores de crecimiento osteogénicos y angiogénicos (la proteína morfogenética ósea 4 o BMP-4 y el factor de crecimiento endotelial vascular A o VEGF-A, respectivamente) induce el crecimiento óseo y la vascularización, colaborando para favorecer la cicatrización ósea.

Los científicos mezclaron hidroxiapatita, quitosano y factores de crecimiento junto con un iniciador y un agente de reticulación para producir un andamio sólido. El andamio libera los factores de crecimiento progresivamente a medida que se degrada controlado por la degradación in vivo del quitosano.

La citocompatibilidad del andamio se confirmó mediante un cocultivo in vitro con una línea de células óseas. Las pruebas in vivo del potencial osteogénico del andamio en un modelo de defecto óseo en rata confirmaron que la curación mejoraba significativamente con el andamio que contenía factores de crecimiento, en comparación con el que carecía de ellos.

El andamio del proyecto NANOFACT actúa tanto de superficie como de iniciador de crecimiento nuevo del hueso. Por lo tanto, se elimina la necesidad de cultivar células cosechadas de los pacientes durante una a dos semanas antes de la reimplantación y se reducen las dosis necesarias de factores de crecimiento. Las mejoras en los materiales y en la funcionalidad minimizan las dosis de los factores de crecimiento caros necesarios y reducen la liberación de subproductos nocivos durante la biodegradación.

El proyecto NANOFACT ha logrado una demostración preclínica de un andamio ortopédico seguro y eficaz para la curación del hueso que es superior a los mejores tratamientos disponibles en la actualidad. Ello podría tener un efecto muy notable en la morbilidad y la calidad de vida de los pacientes y en el sistema de atención sanitaria.