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julio 14, 2022

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El futuro de los biomateriales en las aplicaciones de la medicina regenerativa

By BIHub team.

La aparición de la medicina regenerativa en ámbitos como la recuperación de lesiones o el tratamiento de enfermedades o tumores supuso un auténtico cambio de paradigma en la forma de plantear las intervenciones médicas. El objetivo ya no era sólo curar el daño sino devolver la zona afectada a condiciones anteriores a la dolencia. El trabajo multidisciplinar de médicos, científicas, ingenieros biomédicos o biólogas nos está permitiendo comprender los complejas interacciones entre células, andamiaje (scaffolds), mecanismos de señalización o factores bioactivos para desarrollar terapias para la fractura de huesos, el tratamiento de un cáncer o la regeneración de un nervio o tendón dañados.

 

Sin embargo, a pesar de todo el trabajo realizado en el laboratorio aún queda mucho camino por recorrer. El uso de toda una miríada de biomateriales ha permitido realizar avances históricos en medicina regenerativa, pero aún tenemos que comprender de una manera mucho más profunda la diversidad de mecanismos biológicos que acompañan la regeneración de tejidos y órganos. Todos los expertos coinciden en afirmar que la mayoría de las vías fundamentales de curación de los tejidos humanos aún no se conocen bien. Además, la investigación actual muchas veces se centra en casos in vitro que no deben trasladarse inmediatamente a situaciones in vivo sin antes realizar los estudios oportunos. 

 

Retos actuales para los biomateriales

El uso de biomateriales en la medicina regenerativa se ha convertido en un aspecto clave para una recuperación que permita reducir la carga de la dolencia y, por supuesto, mejorar la calidad de vida de los pacientes. Este tipo de materiales, capaces de sustituir parcial o totalmente un tejido, órgano o función del cuerpo, son habitualmente diseñados en el ámbito de la recuperación de lesiones con el objetivo de soportar y guiar a determinadas células en los procesos de curación de los tejidos dañados.

 

Como podemos suponer, la investigación en este tipo de materiales ha vivido un boom durante los últimos años. No obstante, y tal como decíamos antes, aún se cuenta con demasiadas incógnitas a la hora de desarrollar un biomaterial y pueden surgir problemas de generalizar resultados obtenidos en condiciones demasiado específicas. Por ejemplo, en la literatura científica existen estudios que respaldan la biocompatibilidad de un material en determinados casos, pero eso no tiene porqué implicar que en las condiciones de nuestra aplicación funcione de la misma forma. La respuesta exitosa de un tejido no debe extrapolarse a todos los supuestos sin antes probarlos uno a uno (y en condiciones cercanas a las del futuro uso real).

 

A este problema se suma el hecho de que no dejan de aparecer nuevos biomateriales para la medicina regenerativa pero no se pone el foco en comprender la respuesta biológica de todos ellos en condiciones clínicas. Por último, un biomaterial puede tener una respuesta excelente a las necesidades para las que ha sido diseñado, pero también existen otros factores a tener en cuenta como su facilidad de uso o coste, algo que será clave a la hora de su adopción en la práctica clínica diaria.

 

Un ejemplo práctico: la esterilización

Con el auge de una técnica como la impresión 3D, la posibilidad de imprimir implantes personalizados y emplearlos en casos como los que se contemplan en el proyecto TriAnkle es muy real. En el caso de crear un andamiaje o scaffold para ese fin, no sólo deberá contemplarse la biocompatibilidad del material sino otros factores como el tamaño del poro o unas condiciones que favorezcan la vascularización e integración del nuevo tejido. Incluso su interacción con la técnica de esterilización que se emplee podrá acabar determinando su estructura final, tal como se puede observar en un estudio realizado por Lafuente-Merchan y su equipo en 2021.

 

Los investigadores advirtieron la importancia de evaluar el efecto de diferentes técnicas de esterilización sobre biotintas (biomateriales empleados para la impresión 3D) comunes, y para su estudio decidieron investigar las tres modalidades que mayor uso suelen tener: autoclave, esterilización con radiación beta (β) y gamma (γ). Las biotintas seleccionadas fueron la NC-Alg (nanocelulosa-alginato) y la NC-Alg-HA (nanocelulosa-alginato-ácido hialurónico).

 

Tras realizar los experimentos, el equipo comprobó que si bien todas las técnicas eran efectivas para la esterilización en los dos biomateriales, su reología (capacidad de los materiales a deformarse o resistir esfuerzos), imprimibilidad o propiedades fisicoquímicas eran mejores tras el uso del autoclave. El análisis de esas propiedades en el uso de scaffolds además demostró que los resultados eran mejores en aquellos fabricados con NC-Alg-HA, haciéndolos más aptos para la ingeniería tisular y la medicina regenerativa en cartílago.

 

Este estudio es tan solo un ejemplo de buena práctica al reflexionar sobre el posible uso de un biomaterial. La investigación en laboratorio es no sólo obligatoria sino necesaria, ya que tenemos que conocer la respuesta de este tipo de materiales de manera aislada para entender sus características individuales. Pero obviar todo el camino que falta hasta llegar a comprender la forma de funcionar de estos productos en la práctica clínica es un error que se puede llegar a pagar muy caro. Y no sólo hablamos de recursos, sino de la salud de nuestros pacientes.

 

Bibliografía
Lafuente-Merchan, S. Ruiz-Alonso, A. Espona-Noguera, P. Galvez-Martin, E. López-Ruiz, J.A. Marchal, M.L. López-Donaire, A. Zabala, J. Ciriza, L. Saenz-del-Burgo, J.L. Pedraz (2021), “Development, characterization and sterilisation of Nanocellulose-alginate-(hyaluronic acid)- bioinks and 3D bioprinted scaffolds for tissue engineering”, Materials Science and Engineering: C, 126, 112160, ISSN 0928-4931, https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112160.

 

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