Investigadores del Hospital Universitario 12 de Octubre, centro público de la Comunidad de Madrid, y la Universidad Complutense de Madrid llevan años investigando biomateriales para el tratamiento de los defectos óseos como pseudoartrosis, osteomielitis o traumatismos con gran pérdida ósea.
Su último ensayo con materiales de vidrio mesoporoso, publicado en ‘Acta Biomateralia’, una de las revistas mundiales del sector más prestigiosas, les acerca más al objetivo: hacer innecesarios los autoinjertos e injertos de cadáver de hueso en la cirugía ortopédica, que son aún los más idóneos, pero tienen limitaciones y efectos secundarios.
El tratamiento de los defectos óseos sin capacidad de autorreparación es un problema global en el campo de la Cirugía Ortopédica. En este contexto, según Lorena García Lamas, de Cirugía Ortopédica y Traumatología de Hospital 12 de Octubre y del Instituto de Investigación del Hospital i+12, y primera autora del artículo, “el autoinjerto óseo sigue siendo la mejor solución para tratar los defectos por su capacidad osteoconductora, osteoinductora y osteogénica, es decir, por su capacidad para estimular la formación de hueso nuevo”.
Sin embargo, explica García Lamas, su utilización se encuentra limitada por factores como la morbilidad en la zona donante o la cantidad de autoinjerto que se puede obtener del paciente, así como el aumento de tiempo quirúrgico o la mayor pérdida sanguínea durante la cirugía. Después del autoinjerto, los sustitutivos más utilizados son los injertos de cadáveres (aloinjertos), procedentes de bancos de huesos, que son capaces de proveer soporte estructural, pero no de promover la formación de nuevo hueso, dados los procesos a los que son sometidos para poder ser utilizados y que son necesarios para disminuir el riesgo de infección o de transmisión de enfermedades.
Dentro de este marco, surge la necesidad en el campo de la ingeniería de tejidos de crear “equivalentes tisulares”, capaces de llevar a cabo la función del autoinjerto sin las limitaciones derivadas de su utilización.
MATERIALES BIOCOMPATIBLES, BIOACTIVOS Y REABSORBIBLES
Para evitar esas consecuencias negativas, desde hace años los investigadores trabajan en la búsqueda de biomateriales compatibles que sustituyan los autoinjertos y aloinjertos. Se trata de rellenos que se introducen dentro o sobre el defecto óseo con el fin de mantener el espacio y proporcionar soporte mecánico, facilitando la formación de nuevo hueso gracias a la interacción del material con el tejido óseo.
Es necesario que estos materiales sean biocompatibles, es decir que tengan una reactividad favorable para que no sean encapsulados por el organismo como un cuerpo extraño, sino que se produzca la creación de hueso directamente sobre los mismos.
Los primeros materiales sintéticos que comenzaron a implantarse en los años sesenta, eran macizos, pero durante las últimas décadas han experimentado una evolución, buscando que sean bioactivos y degradables y especialmente con la posibilidad de la impresión en 3D, diseñándose ahora materiales con una estructura tridimensional porosa. Esto permite que los vasos sanguíneos crezcan y que las células osteoformadoras colonicen el material permitiendo la formación del hueso.
Existen dos grandes familias de materiales bioactivos, las biocerámicas basadas en fosfato de calcio por su composición similar al hueso y los vidrios bioactivos. En los estudios realizados in vivo por la doctora Lorena García e in vitro por el equipo del doctor Antonio Salinas, de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid y del Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre e investigador principal del proyecto, ambos materiales han demostrado ser biocompatibles, bioactivos y reabsorbibles en distinta medida, es decir, capaces de integrarse con el tejido receptor y eventualmente desaparecer total o parcialmente una vez han cumplido su papel de soporte.
Vidrios mesoporosos
Esos vidrios bioactivos se fueron perfeccionando hasta los actuales vidrios mesoporosos, objeto del último ensayo in vivo de la doctora García y el doctor Salinas. Este último explica que se trata de los materiales sintéticos con mayor bioactividad, es decir, los que menos tiempo tardan en empezar a formar hueso y, además, presentan poros macroscópicos y nanoporos, unos y otros con el mismo tamaño y muy ordenados, lo que los hace óptimos para añadir iones con actividad terapéutica y cargarlos con biomoléculas y fármacos con actividad biológica como el estroncio o la osteostatina, elementos que favorecen la formación de hueso y la cicatrización.
Por tanto, explica Salinas, respecto a los materiales sintéticos que se utilizan en este momento, “nuestros biomateriales tienen una bioactividad mucho mayor que cualquier otro biomaterial sintético, pueden tardar solo ocho horas en iniciar la formación de hueso frente a los tres o siete días que tarda un material que ya se considera muy bioactivo. Es un auténtico record”.
Estos biomateriales aún son inferiores al autoinjerto óseo, aunque ambos investigadores están de acuerdo en que se obtienen tasas de formación de hueso nuevo superiores a las que se logran con los biomateriales que se están utilizando. Dichos biomateriales fueron diseñados hace años y han superado todos los ensayos clínicos y aprobaciones exigidos por las agencias regulatorias. Sin embargo, nuestros vidrios mesoporosos bioactivos enriquecidos con iones terapéuticos, biomoléculas y células, todavía tienen que superar el largo proceso que lleve a su empleo en pacientes, concluye Salinas.
Artículo: Enriched mesoporous bioactive glass scaffolds as bone substitutes in critical diaphyseal bone defects in rabbits. Acta Biomaterilia, publicado online el 5 de abril de 2024
