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Morelia, Mich., 27 de julio del 2014.- La profesora investigadora del Instituto de Investigaciones en Metalurgia y Materiales de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), Ena Athenea Aguilar Reyes se encuentra analizando mediante un proyecto de investigación, una propuesta alterna en la ingeniería de tejidos para la reparación y regeneración de tejido humano dañado, evitando la necesidad de un implante permanente.
Este proyecto aprobado en la categoría de continuación tiene una duración de tres años y fue beneficiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) mediante la Convocatoria de Investigación Científica Básica 2013-2014, bajo en nombre de “Estudio de la Respuesta Celular In Vitro de Andamios de Biovidrio Bioactivo Producidos por Tecnología de Polvos para Ingeniería de Tejido Óseo”.
La investigadora nicolaita señaló que la etapa inicial de esta investigación fue en el año 2007, en la que se realizó la síntesis y caracterización, por lo que en esta segunda etapa se estudiará la respuesta in vitro celular y acelular con la colaboración de la doctora Ana Edtih Higareda de la Facultad de Ciencias Médicas y Biológicas de la UMSNH.
Aguilar Reyes informó que estos materiales son utilizados como remplazos óseos en la ingeniería de tejidos, la cual se encarga de la regeneración de tejidos sin la necesidad de remplazar totalmente al hueso.
“Son implantes temporales, que una vez que están dentro del cuerpo lo que hacen es disolverse y servir como un andamio para que ahí haya una adhesión y proliferación de las células óseas para regenerar este tejido”.
Resaltó que algunas de las condiciones médicas en las que se puede utilizar esta tecnología es en la osteoporosis; sin embargo antes de aplicarlo en seres humanos se tiene que comprobar que sea un material bioactivo para posteriormente realizar cultivos in vitro y estudios en personas.
El desafío científico encierra el entendimiento de las células mismas, sus requerimientos de transporte de masa y medioambiente biológico, así como el desarrollo de armazones con materiales adecuados; tales armazones son normalmente porosos y actúan como plantillas o moldes para la adhesión, crecimiento y proliferación de células.
Para reparar grandes defectos, se requieren armazones (scaffolds) en tres dimensiones (3D) para proveer de una plantilla o molde y sostener el crecimiento del tejido en lugar de los polvos o formas granulares habituales en las cuales actualmente los vidrios bioactivos se producen comercialmente. Idealmente la plantilla o molde consiste de una red interconectada con grandes poros (mayores a 100 mm) para permitir el tejido que crece al interior y la entrega de nutrientes al centro del tejido regenerado; y dos poros en el rango microporoso (< 2 nm) o mesoporoso (2 nm < tamaño de poro <50 nm) para promover la adhesión de células, adsorción de metabolitos biológicos, y resorbabilidad a velocidades controladas que igualen la velocidad de reparación del tejido.
Los andamios de biovidrio 45S5 obtenidos por la técnica de tecnología de polvos y espumado de polímeros, en la primera fase del proyecto, satisfacen los criterios que debe cumplir una matriz tridimensional o scaffold para ser utilizada en la ingeniería de tejido óseo y proporcionarán a las células el apoyo necesario para su adhesión, proliferación y el mantenimiento de sus funciones diferenciadas, por las características físicas y mecánicas mostradas como son alta porosidad (64-79% y 58-65%), permeabilidad (tamaño de poro entre 175-820 micras y 50-600 micras), una estructura y propiedades semejantes a las del tejido óseo poroso (porosidad abierta e interconectada y resistencia a la compresión de 1.7 a 5.5 MPa y 13.8 ± 2.4 MPa) y aún más importante, la formación de la capa de hidroxiapatita sobre su superficie a los 7 días de inmersión en solución fisiológica simulada acelular, necesarias para la osteoinducción.
Finalmente, la investigadora del IIMM aseveró que el objetivo general del presente proyecto de continuación es estudiar la biodegradabilidad, la bioactividad, la citotoxicidad y la osteoinducción in vitro de los andamios de biovidrio bioactivo 45S5 mediante experimentos por inmersión en soluciones fisiológicas simuladas celulares, a través del seguimiento de la formación de la capa de hidroxiapatita superficial y de la evaluación de la respuesta de adhesión, diferenciación y proliferación de preosteoblastos en la matriz tridimensional, para determinar su aplicación potencial como sustitutos óseos.
