{"id":188750,"date":"2015-01-19T16:36:41","date_gmt":"2015-01-19T18:36:41","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=188750"},"modified":"2015-06-29T16:45:46","modified_gmt":"2015-06-29T19:45:46","slug":"injerto-sintetico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/injerto-sintetico\/","title":{"rendered":"Injerto sint\u00e9tico"},"content":{"rendered":"
\"Matrices

Eduardo Cesar<\/span>Matrices producidas con biomateriales cer\u00e1micos y pol\u00edmeros que inducen el crecimiento de los huesosEduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os se han divulgado en todo el mundo diversos trabajos cient\u00edficos al respecto del desarrollo de nuevas t\u00e9cnicas y biomateriales que reemplazan partes de huesos humanos, perdidas a causa de accidentes o enfermedades. En Brasil, investigadores de las universidades de Campinas (Unicamp) y Federal de Par\u00e1 (UFPA), y del Instituto Federal de Par\u00e1 (IFPA), crearon recientemente dos tipos de huesos sint\u00e9ticos que podr\u00e1n utilizarse en injertos en las \u00e1reas de medicina y odontolog\u00eda. Estos nuevos biomateriales est\u00e1n elaborados con pol\u00edmeros y, fundamentalmente, con nanopart\u00edculas minerales de hidroxiapatita (HA), una cer\u00e1mica bioactiva que induce el crecimiento del tejido \u00f3seo y la revascularizaci\u00f3n del \u00e1rea del implante. En otra l\u00ednea de investigaci\u00f3n, cient\u00edficos de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) estudian las interacciones y la integraci\u00f3n entre los biomateriales artificiales y los tejidos vivos de los pacientes.<\/p>\n

Los primeros experimentos de injertos \u00f3seos que se utilizaron en seres humanos surgieron all\u00e1 por el siglo XVII, elaborados con huesos de animales. En el siglo XIX, comenzaron a realizarse trasplantes \u00f3seos aut\u00f3genos, con material del propio paciente. Desde entonces, ha habido avances en los experimentos al\u00f3genos, de donantes de la misma especie, y en los xen\u00f3genos, de donante de una especie distinta a la del receptor, es decir de animales a humanos. Con ese panorama, ya se conoce bastante acerca de la biocompatibilidad del hueso bovino y aplicaciones biom\u00e9dicas, lo que incluye productos comerciales aprobados por la Food and Drug Administration (FDA), la agencia reguladora de alimentos y f\u00e1rmacos de Estados Unidos.<\/p>\n

El problema radica en que todas esas t\u00e9cnicas presentan limitaciones. Si bien se la considera como la mejor opci\u00f3n para el tratamiento de p\u00e9rdidas \u00f3seas, el autoinjerto (aut\u00f3geno) no es masivo porque no se puede retirar demasiado hueso de una \u00fanica parte del cuerpo para implantarlo en otra. Adem\u00e1s, surge el compromiso de una segunda cirug\u00eda en otro sector del cuerpo. En ese caso, se prolonga el tiempo de convalecencia y aumenta el riesgo de infecciones para el paciente, elevando los gastos para el sistema de salud. En el caso de los trasplantes entre individuos o especies diferentes existe un gran riesgo de infecciones o de rechazo. Por eso es que surge la necesidad de crear huesos sint\u00e9ticos para implantes. El problema es que \u00e9stos difieren de los injertos naturales en su estructura y composici\u00f3n y, por ende, no siempre poseen todas las caracter\u00edsticas esenciales necesarias para la sustituci\u00f3n del tejido humano.<\/p>\n

\"Imagen

Carmem Tavares Dias\/ UFPA <\/span>Imagen gr\u00e1fica de mand\u00edbula de rata elaborada con pol\u00edmero de asa\u00edCarmem Tavares Dias\/ UFPA <\/span><\/p><\/div>\n

Migraci\u00f3n de c\u00e9lulas
\n<\/strong>El investigador Willian Fernando Zambuzzi, del Departamento de Qu\u00edmica y Bioqu\u00edmica del Instituto de Biociencias de la Unesp, campus de Botucatu, recuerda que el hueso es un tejido conjuntivo especializado, din\u00e1mico y capaz de reparar peque\u00f1as lesiones a trav\u00e9s de sus mecanismos de remodelaci\u00f3n de tejidos. Sin embargo, las grandes lesiones requieren procedimientos quir\u00fargicos para ayudar a los huesos a rehabilitarse y, en la mayor\u00eda de los casos, los biomateriales resultan esenciales para permitir la migraci\u00f3n de c\u00e9lulas encargadas de la producci\u00f3n de un tejido \u00f3seo. \u00c9stos pueden utilizarse para la recuperaci\u00f3n \u00f3sea de peque\u00f1as p\u00e9rdidas provocadas por traumatismos o enfermedades. \u201cCon todo, para que resulten adecuados como implantes, se requiere la realizaci\u00f3n de una serie de an\u00e1lisis biol\u00f3gicos previos, para que podamos estimar su biocompatibilidad, que es la habilidad de la pieza sint\u00e9tica para promover una respuesta biol\u00f3gica apropiada en una cierta aplicaci\u00f3n\u201d, explica.<\/p>\n

En ese contexto se inserta el trabajo de la investigadora Sabina da Mem\u00f3ria Cardoso de Andrade, del IFPA. En su doctorado, realizado en la Facultad de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica (FEM) de la Unicamp, bajo la direcci\u00f3n de la profesora Cec\u00edlia Amelia de Carvalho Zavaglia y la codirecci\u00f3n de la profesora Carmen Gilda Barroso Tavares Dias, de la UFPA, la investigadora desarroll\u00f3 un bionanocompuesto. \u201cEl biomaterial se elabor\u00f3 a partir de la asociaci\u00f3n de dos pol\u00edmeros, el poli [alcohol vin\u00edlico] o PVAL y el poliuretano [PU], con hidroxiapatita [HU]\u201d, explica Cardoso de Andrade.<\/p>\n

Seg\u00fan ella, el PVAL es un pol\u00edmero sint\u00e9tico que llama la atenci\u00f3n como biomaterial debido a su resistencia y su biocompatibilidad, adem\u00e1s de su capacidad para absorber impactos. Puede adquir\u00edrselo en el mercado tanto en forma l\u00edquida como en polvo. El PU, a su vez, es un pol\u00edmero que genera espuma espont\u00e1nea durante el proceso de copolimerizaci\u00f3n, es biocompatible y posee acci\u00f3n antibacteriana. Son caracter\u00edsticas \u00fatiles para la obtenci\u00f3n del scaffold<\/em> con buena porosidad. El t\u00e9rmino scaffold<\/em>, que en ingl\u00e9s significa andamio, constituye una palabra clave en esta \u00e1rea. \u201cSon matrices artificiales con estructura tridimensional que funcionan como gu\u00edas para las c\u00e9lulas en la formaci\u00f3n de nuevos tejidos\u201d, explica Cardoso de Andrade. \u201cEs importante que sean biocompatibles, para no perjudicar al tejido hu\u00e9sped; bioactivos, para estimular el crecimiento del hueso; biorreabsorbibles, para que el organismo no rechace su presencia, y que cuenten con una porosidad adecuada, a los efectos de facilitar el paso de nutrientes por el torrente sangu\u00edneo, adem\u00e1s de promover la angiog\u00e9nesis, que es el crecimiento de nuevos vasos sangu\u00edneos a partir de los existentes. De este modo, todos los materiales [PU\/ PVA\/ HA] promueven el crecimiento del tejido y despu\u00e9s el organismo los absorbe, sin necesidad de una cirug\u00eda para retirar el injerto\u201d, dice Cardoso de Andrade.<\/p>\n

\"Poliuretano

Eduardo Cesar<\/span>Poliuretano utilizado en biocer\u00e1micaEduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

Las t\u00e9cnicas de preparaci\u00f3n de los scaffold<\/em> pueden ser convencionales, explica Carvalho Zavaglia, por ejemplo, una mezcla de una sal soluble en una matriz polim\u00e9rica, que luego se elimina por lavado, generando poros. \u201cPero las t\u00e9cnicas m\u00e1s modernas para eso son aqu\u00e9llas denominadas de prototipado r\u00e1pido o impresi\u00f3n 3D\u201d, dice. \u201cAs\u00ed, pueden obtenerse scaffold<\/em> con cantidad y tama\u00f1o promedio de poros controlados e interconectividad entre ellos\u201d.<\/p>\n

Los test con ratas de laboratorio revelaron que el nuevo biocompuesto desarrollado por Cardoso de Andrade posee las propiedades necesarias para el crecimiento \u00f3seo. Entre ellas, una excelente compatibilidad sangu\u00ednea, acci\u00f3n bactericida, mayor absorci\u00f3n de impactos y resistencia a los esfuerzos causados por masticaci\u00f3n, entre otros. \u201cEl hueso sint\u00e9tico inserto en la cima del cr\u00e1neo de los animales de los experimentos promovi\u00f3 crecimiento celular, brindando se\u00f1ales de integraci\u00f3n a la estructura \u00f3sea pasados 30 d\u00edas del implante\u201d, relata la investigadora. \u201cLos resultados de los test para el crecimiento de fibroblastos [las c\u00e9lulas que componen el tejido conjuntivo, que sintetizan las prote\u00ednas col\u00e1geno y elastina] fueron considerados excelentes ya durante el primer d\u00eda luego del implante, con difusi\u00f3n de tejido celular\u201d, De acuerdo con Cardoso de Andrade, en siete d\u00edas, se verific\u00f3 la regeneraci\u00f3n de los tejidos en ese sitio, y en 14, el material implantado ya se hallaba completamente invadido por las c\u00e9lulas, incluso entre poros y microporos.<\/p>\n

Cardoso de Andrade asegura que el biocompuesto que desarroll\u00f3 presenta ventajas en comparaci\u00f3n con otros similares. \u201cMientras que algunos biomateriales poseen col\u00e1geno en su composici\u00f3n, el material que nosotros investigamos promueve el crecimiento de esa prote\u00edna cuando se lo implanta en un organismo vivo\u201d, explica. \u201cAdem\u00e1s, la resistencia a la compresi\u00f3n de nuestro producto es considerada elevada, de 69 a 110 MPa [megapascal], mayor que la de un f\u00e9mur humano, por ejemplo, que es de 33 MPa. Esta caracter\u00edstica es sumamente importante para el injerto \u00f3seo\u201d. Otra ventaja radica en que, debido a la acci\u00f3n bactericida del poliuretano, en los test con animales no se utilizaron medicamentos y de cualquier manera, no presentaron ning\u00fan s\u00edntoma de inflamaci\u00f3n o infecci\u00f3n.<\/p>\n

En otra l\u00ednea de investigaci\u00f3n, Barroso, de la UFPA, est\u00e1 trabajando en el desarrollo de pol\u00edmeros a partir de semillas de asa\u00ed (Euterpe oleracea<\/em>). Ella impuls\u00f3 ese proyecto durante su posdoctorado en la Unicamp, realizado bajo la supervisi\u00f3n de Carvalho Zavaglia. \u201cMi arribo a Camp\u00ecnas tuvo en cuenta un mercado potencial con alto valor agregado para un PU de f\u00f3rmula molecular reconocido por su compatibilidad con los tejidos vivos\u201d, dice Barroso. \u201cCon la participaci\u00f3n del maestrando Dagoberto Jos\u00e9 dos Santos, en la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica (FEQ) de la Unicamp, sintetizamos un nuevo prepol\u00edmero de asa\u00ed\u201d, explica Barroso. Luego de la polimerizaci\u00f3n con y sin hidroxiapatita, la maestranda La\u00eds Pellizzer Gabriel efectu\u00f3 su caracterizaci\u00f3n. Ambos tuvieron como supervisor al profesor Rubens Maciel Filho, de la Unicamp. El trabajo se intitul\u00f3 Poliuretano a base de asa\u00ed para la bifabricaci\u00f3n de dispositivos m\u00e9dicos <\/em>(lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 196<\/em><\/a>). Todos los investigadores participan en el Instituto de Biofabricaci\u00f3n (Biofabris), uno de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnolog\u00eda (INCTs), con sede en la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Unicamp.<\/p>\n

Alternativas metodol\u00f3gicas
\n<\/strong>El hueso sint\u00e9tico con pol\u00edmero vegetal a\u00fan no est\u00e1 listo para su uso. Seg\u00fan Barroso, para que el material pueda utilizarse en implantes se necesita previamente evaluar su estabilidad luego del crecimiento de tejido en el receptor. \u201cHemos preparado una mand\u00edbula de Rattus norvegicus albinus<\/em>, para estudios in vivo<\/em>\u201d, comenta. Adem\u00e1s, hay diferentes PU de asa\u00ed bajo an\u00e1lisis en la Universidad Northeastern, en Boston, bajo la supervisi\u00f3n del profesor Thomas Webster\u201d.<\/p>\n

Podr\u00eda decirse que Carvalho Zavaglia, Cardoso de Andrade y Barroso trabajan en una punta de la ingenier\u00eda de biomateriales, que es la elaboraci\u00f3n de huesos sint\u00e9ticos. Pero existe otra vertiente, que se basa en la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo el tejido \u00f3seo vivo del receptor interact\u00faa y se integra con los biomateriales. Ah\u00ed es donde aparece el trabajo de Zambuzzi, que se dedica a la realizaci\u00f3n de investigaciones en esa \u00e1rea desde su iniciaci\u00f3n cient\u00edfica en la Facultad de Odontolog\u00eda de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) de Bauru, mediante una beca de la FAPESP. El objetivo de sus investigaciones se basa en los aspectos moleculares que regulan la interacci\u00f3n entre las c\u00e9lulas vivas y los biomateriales. \u201cNuestro grupo desarrolla alternativas metodol\u00f3gicas para la comprensi\u00f3n de esa interacci\u00f3n y aplicaciones en bioingenier\u00eda de tejido \u00f3seo\u201d, dice. \u201cCon ello, ser\u00e1 posible sustituir o al menos disminuir el uso de animales en experimentos. En ese sentido, trabajamos para el desarrollo de una base de datos con diferentes biomateriales bautizada con el nombre OsteoBLAST\u201d.<\/p>\n

A ra\u00edz de sus investigaciones, en 2011 Zambuzzi recibi\u00f3 una invitaci\u00f3n para integrar un consorcio internacional como investigador principal, coordinado por la profesora Anna Teti, de la Universidad de Aquila, en Italia. Dicho consorcio agrup\u00f3 a cient\u00edficos de dos grupos de Holanda, uno de la India y dos de Estados Unidos, espec\u00edficamente en este \u00faltimo caso, de la Universidad de Columbia.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"T\u00e9cnicas facilitan la producci\u00f3n de piezas para sustituir huesos humanos ","protected":false},"author":20,"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":[312],"coauthors":[112],"class_list":["post-188750","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188750","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\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=188750"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188750\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=188750"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=188750"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=188750"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=188750"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}