{"id":110936,"date":"2013-03-26T16:38:35","date_gmt":"2013-03-26T19:38:35","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=110936"},"modified":"2015-06-11T18:31:43","modified_gmt":"2015-06-11T21:31:43","slug":"mimetismo-oseo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/mimetismo-oseo\/","title":{"rendered":"Mimetismo \u00f3seo"},"content":{"rendered":"

Publicado en Enero de 2012<\/em><\/p>\n

\"Huesos

CNRI \/ SCIENCE PHOTO LIBRARY \/ LATINSTOCK<\/span>Huesos de la cara: las fracturas podr\u00e1n repararse mediante biomateriales producidos con bacteriasCNRI \/ SCIENCE PHOTO LIBRARY \/ LATINSTOCK<\/span><\/p><\/div>\n

Investigadores brasile\u00f1os est\u00e1n desarrollando, mediante abordajes innovadores, biomateriales para aplicaciones en los campos m\u00e9dico y odontol\u00f3gico que se unen con el tejido celular y ayudan en la formaci\u00f3n de los vasos sangu\u00edneos y en la r\u00e1pida recuperaci\u00f3n del hueso. Uno de esos materiales bioactivos es una membrana construida con base en la celulosa producida por bacterias, que contiene en su composici\u00f3n p\u00e9ptidos (fragmentos de prote\u00ednas) sintetizadas en laboratorio, capaces de estimular procesos que mejoran la reparaci\u00f3n \u00f3sea, aparte de elementos constituyentes de los huesos, tales como col\u00e1geno e hidroxiapatita. En contacto con los fluidos fisiol\u00f3gicos, los materiales clasificados como bioactivos, como son los casos de las cer\u00e1micas y los vidrios, son capaces no s\u00f3lo de regenerar la capa perdida, sino tambi\u00e9n de establecer la conexi\u00f3n con el tejido \u00f3seo. Son materiales diferentes al titanio, por ejemplo, muy utilizado para fijar implantes, aunque no posee una uni\u00f3n qu\u00edmica efectiva con el hueso.<\/p>\n

El material comp\u00f3sito a base de celulosa bacteriana, desarrollado en la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara, en el interior paulista, puede utilizarse para implantes dentales en los casos en que no hubiera hueso suficiente para la colocaci\u00f3n del perno de soporte o en procesos de extracci\u00f3n dental que provoca reabsorci\u00f3n del hueso. Los ensayos realizados indican sus posibles aplicaciones para la reparaci\u00f3n de peque\u00f1as fracturas \u00f3seas en sitios sin gran carga mec\u00e1nica, como es el caso de los huesos del rostro. La celulosa ya se utiliza en el \u00e1rea m\u00e9dica, como por ejemplo en las curaciones antibacterianas indicadas para quemaduras que se comercializan habitualmente, aunque hasta ahora no se la hab\u00eda aprovechado para regenerar tejidos \u00f3seos.<\/p>\n

\u201cIntrodujimos en la celulosa dos tipos de p\u00e9ptidos, uno conteniendo cinco residuos de amino\u00e1cidos y otro 14, y ambos promovieron una mejor reparaci\u00f3n \u00f3sea\u201d, dice el profesor Reinaldo Marchetto, del Instituto de Qu\u00edmica, coordinador del proyecto y l\u00edder de un grupo de investigaci\u00f3n de S\u00edntesis, Estructura y Aplicaciones de P\u00e9ptidos y Prote\u00ednas de la Unesp de Araraquara. Marchetto fue el director del trabajo de doctorado de la cirujana dental Sybele Saska, galardonada en la 88\u00aa Asamblea General de la Asociaci\u00f3n Internacional de Investigaci\u00f3n Dental, realizada en julio de 2010 en Barcelona, Espa\u00f1a, como el mejor trabajo en la categor\u00eda Materiales Dentales. El estudio forma parte de dos proyectos financiados por la FAPESP y coordinados por el investigador. En funci\u00f3n de los resultados obtenidos, se realiz\u00f3 el dep\u00f3sito de una patente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) con la ayuda del Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual (Papi), tambi\u00e9n de la Fundaci\u00f3n.<\/p>\n

La celulosa est\u00e1 formada por nanofibras producidas por las bacterias del g\u00e9nero Gluconacetobacter<\/i>, y cada una mide entre 10 y 50 nan\u00f3metros (1 nan\u00f3metro equivale a la millon\u00e9sima parte de un mil\u00edmetro). \u00c9stas son excretadas por las bacterias que quedan inmersas en un medio de cultivo compuesto por glucosa, amino\u00e1cidos, extracto de levadura y sales, durante un per\u00edodo de 120 horas y a una temperatura de 28\u00baC. Las capas se van superponiendo hasta formar una especie de manta con consistencia gelatinosa formada entre el medio de cultivo y la superficie. Al alcanzar 5 mil\u00edmetros de espesor, la manta es retirada del medio para lavarla y remover las bacterias. Luego de atravesar un tratamiento qu\u00edmico, lavajes con agua destilada y esterilizaci\u00f3n, queda tan s\u00f3lo la celulosa pura en la cual se acondicionan componentes tales como el col\u00e1geno, la hidroxiapatita y los p\u00e9ptidos.<\/p>\n

Luego de analizar las propiedades fisicoqu\u00edmicas del material y de realizar ensayos mec\u00e1nicos de resistencia a la tracci\u00f3n, los investigadores realizaron test in vitro<\/i> con c\u00e9lulas precursoras de huesos cultivadas durante un m\u00e1ximo de 21 d\u00edas sobre las membranas que contienen p\u00e9ptidos y tambi\u00e9n sin la presencia de ellos. \u201cLas muestras que recibieron los p\u00e9ptidos exhibieron una proliferaci\u00f3n mucho mayor de c\u00e9lulas de osteoblastos, las c\u00e9lulas j\u00f3venes del tejido \u00f3seo, y el proceso de mineralizaci\u00f3n fue superior, comparado con las muestras sin prote\u00ednas\u201d, dice Marchetto. El resultado sugiere una regeneraci\u00f3n m\u00e1s veloz del hueso. Culminados los ensayos in vitro<\/i>, los investigadores realizaron pruebas empleando regeneraci\u00f3n \u00f3sea guiada en peque\u00f1as fracturas de f\u00e9mur en ratones. Los an\u00e1lisis efectuados para evaluar la biocompatibilidad, la eficiencia del p\u00e9ptido regulador y la densidad \u00f3sea abarcaron per\u00edodos de 7, 15, 30 y 120 d\u00edas. \u201cEl p\u00e9ptido realmente promovi\u00f3 la conducci\u00f3n y la inducci\u00f3n \u00f3sea\u201d, informa Marchetto. En un lapso de 15 a 30 d\u00edas, el hueso estaba formado. Los ensayos iniciales apuntaron que la reabsorci\u00f3n de las membranas por parte del organismo reci\u00e9n ocurre en per\u00edodos superiores a 120 d\u00edas. Para que la membrana de celulosa modificada pueda aplicarse en consultorios odontol\u00f3gicos todav\u00eda ser\u00e1n necesarios nuevas pruebas con animales y humanos.<\/p>\n

Otro material, desarrollado en la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), es un vidrio bioactivo compuesto b\u00e1sicamente por s\u00edlice, calcio y f\u00f3sforo, indicado inicialmente para la recuperaci\u00f3n \u00f3sea en implantes dentales. En un futuro, el producto podr\u00e1 utilizarse en aplicaciones ortop\u00e9dicas tales como reparaci\u00f3n de v\u00e9rtebras y en asociaci\u00f3n con col\u00e1geno, por ejemplo. Sus aplicaciones se expanden para la sustituci\u00f3n de huesos con mayor resistencia mec\u00e1nica, como en el caso de los de las piernas y brazos. En el mercado brasile\u00f1o ya existen biovidrios fabricados por empresas estadounidenses, aunque el material desarrollado en la universidad y que se encuentra en fase de perfeccionamiento en la empresa startup <\/i>Ceelbio, de Belo Horizonte, trae como innovaci\u00f3n su proceso de s\u00edntesis a temperatura ambiente. Aparte de consumir menos energ\u00eda, este proceso permite la incorporaci\u00f3n de f\u00e1rmacos de liberaci\u00f3n controlada y acci\u00f3n localizada. \u201cEn el proceso convencional, de fusi\u00f3n de las materias primas y enfriamiento r\u00e1pido, el biovidrio se fabrica a 800\u00baC\u201d, dice la profesora Rosana Domingues, del Instituto de Ciencias Exactas de la UFMG, coordinadora del proyecto biovidrio y una de las socias de Ceelbio. \u201cLa alta temperatura densifica el material y no permite la incorporaci\u00f3n de medicamentos\u201d.<\/p>\n

\"Membrana

L\u00c9O RAMOS <\/span>Membrana de celulosa luego del secadoL\u00c9O RAMOS <\/span><\/p><\/div>\n

Los investigadores escogieron una ruta de s\u00edntesis denominada sol-gel, consistente en una secuencia de procesos qu\u00edmicos acelerados por un catalizador, a temperatura ambiente. Al final del proceso se obtiene un gel con estructura porosa, transformado en polvo para facilitar la preparaci\u00f3n y adici\u00f3n de medicamentos. Los ensayos de evaluaci\u00f3n de la toxicidad del material reconocidas por la Agencia Nacional de Monitoreo Sanitario (Anvisa) comprobaron que no es t\u00f3xico. En colaboraci\u00f3n con el Instituto de Ciencias Biol\u00f3gicas y la Escuela de Odontolog\u00eda de la UFMG, los investigadores realizaron test in vitro<\/i> en ratones, adem\u00e1s de un estudio preliminar con personas, utilizando el vidrio bioactivo asociado con antibi\u00f3ticos y antiinflamatorios, con buenos resultados.<\/p>\n

Las investigaciones en la universidad que desembocaron en el desarrollo del biovidrio a temperatura ambiente comenzaron a finales de la d\u00e9cada de 1990, con una alumna de doctorado tutelada por Rosana que cre\u00f3 un biomaterial con base de hidroxiapatita y zirconio. Desde entonces, se cre\u00f3 una l\u00ednea de investigaci\u00f3n exclusiva para el desarrollo de materiales cer\u00e1micos bioactivos en el Departamento de Qu\u00edmica de la UFMG. El desarrollo del biovidrio mediante la ruta sol-gel cont\u00f3 con un pedido de patente depositado en 2002, y, a partir de 2008, estudios encaminados hacia su aplicaci\u00f3n comercial.<\/p>\n

Adem\u00e1s de Rosana, tambi\u00e9n es socio de Ceelbio el profesor Tulio Matencio, del mismo departamento. La empresa inicialmente fue albergada en la incubadora de empresas de la UFMG, la Inova. Como la incubadora no posee permiso para funcionar en el \u00e1rea biol\u00f3gica, la firma se est\u00e1 mudando hacia la incubadora de la empresa Biominas llamada Habitat. Ceelbio trabaja con materiales cer\u00e1micos en dos l\u00edneas distintas. Una es la de las c\u00e9lulas de combustible, un equipamiento similar a un generador destinado a la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir del hidr\u00f3geno, y la otra son las cer\u00e1micas bioactivas para el \u00e1rea biol\u00f3gica. El proyecto cuyo resultado fue el biovidrio obtuvo financiaci\u00f3n por valor de 30 mil reales, proveniente de la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de Minas Gerais (Fapemig), 120 mil reales de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) y 67 mil por haberse impuesto en el Desaf\u00edo Brasil 2011, un premio a la acci\u00f3n emprendedora e innovaci\u00f3n promovido por Intel y por el Centro de Estudios en Private Equity y Venture Capital de la Escuela de Administraci\u00f3n de Empresas de S\u00e3o Paulo, dependiente de la Funda\u00e7\u00e3o Get\u00falio Vargas.<\/p>\n

En la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), el grupo de investigaci\u00f3n del profesor Celso Bertran, del Instituto de Qu\u00edmica, desarroll\u00f3 una modificaci\u00f3n funcional en la superficie de un biovidrio comercial denominado Bioglass 45S5, compuesto por calcio, f\u00f3sforo, silicio y sodio, que acelera las reacciones de interacci\u00f3n con el organismo, induciendo un crecimiento m\u00e1s r\u00e1pido de los tejidos \u00f3seos. \u201cModificamos la superficie del biovidrio con iones de calcio en la concentraci\u00f3n adecuada\u201d, dice Bertran, director de la tesis doctoral de Jo\u00e3o Henrique Lopes, con beca de la FAPESP, que deriv\u00f3 en un dep\u00f3sito de patente en el INPI por parte de la Agencia de Innovaci\u00f3n de la Unicamp, Inova. Esta modificaci\u00f3n funciona como acelerador del proceso de formaci\u00f3n de fosfato de calcio en la conexi\u00f3n entre el vidrio y el tejido \u00f3seo. \u201cLogramos acelerar la respuesta biol\u00f3gica del biovidrio sin ser necesario alterar la sencillez de su procesamiento\u201d, informa Bertran. Tanto el proceso como el material resultante son nuevos\u201d.<\/p>\n

La caracterizaci\u00f3n completa de la composici\u00f3n de la superficie del biovidrio, as\u00ed como la determinaci\u00f3n de la velocidad con la que los iones que componen esa superficie modificada son liberados hacia el tejido, convirti\u00e9ndose en responsables de los procesos inductores de la formaci\u00f3n \u00f3sea y la conexi\u00f3n del biovidrio con el tejido hospedador, ya fueron realizadas por los investigadores. La idea inicial consist\u00eda en modificar la superficie del biovidrio manteniendo las propiedades v\u00edtreas, lo cual se logr\u00f3 con \u00e9xito. Actualmente la investigaci\u00f3n tiene como objetivo la determinaci\u00f3n de los mecanismos de modificaci\u00f3n de la superficie del biovidrio y la evaluaci\u00f3n biol\u00f3gica del material in vitro.<\/i><\/p>\n

Los Proyectos
\n<\/b>1. P\u00e9ptidos sint\u00e9ticos con aplicaci\u00f3n en el \u00e1rea de la salud: perspectivas de innovaci\u00f3n y desarrollo tecnol\u00f3gico \u2013 n\u00ba 2010\/ 10168-8
\n2. Nanocompuestos con base de celulosa bacteriana para su aplicaci\u00f3n en la regeneraci\u00f3n del tejido \u00f3seo \u2013 n\u00ba 2009\/ 09960-1
\n3. Materiales nanocompuestos con base de celulosa bacteriana, col\u00e1geno, hidroxiapatita, factores de crecimiento y p\u00e9ptidos afines, para aplicaci\u00f3n en la regeneraci\u00f3n del tejido \u00f3seo \u2013 n\u00ba 2009\/ 50868-1. Modalidad <\/b>1. y 2. Apoyo Regular al Proyecto de Investigaci\u00f3n\/3. Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual. Coordinador<\/b>1., 2. y 3. Reinaldo Marchetto \u2013 Unesp. Inversi\u00f3n <\/b>1. R$ 366.830,00\u00a0 (FAPESP) 2. R$ 131.672,04 (FAPESP) 3. R$\u00a018.651,50 (FAPESP)<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Membranas con celulosa y vidrio estimulan la regeneraci\u00f3n celular\r\n\r\n","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[115],"class_list":["post-110936","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110936","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110936"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110936\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110936"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110936"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110936"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=110936"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}