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Néstor Flores Araujo: Nuevas Tecnologías para regenerar huesos.

Licdo. Néstor Flores.- Tecnologías de materiales aplicadas a ortopedias y traumatismos (fracturas) y otras para regenerar huesos. La regeneración ósea se vuelve fundamental para los casos de accidentes dónde se pierde importante cantidad de hueso o como consecuencia del tratamiento quirúrgico de tumores, quistes o anomalías óseas dónde también existe pérdida de hueso.

 

Regeneración Ösea
El hueso es un tejido dinámico y metabólicamente activo que sufre un continuo proceso de remodelado, lo que confiere al esqueleto su capacidad regenerativa y de adaptación funcional, donde el remodelado óseo existe toda la vida, pero sólo hasta la tercera década el balance es positivo (predomina la formación frente a la resorción). Es un proceso por el que el hueso repara su desgaste y atiende a necesidades metabólicas como el aporte de calcio y fosfato a otros tejidos.

Este proceso se lleva a cabo en unidades básicas multicelulares, donde los osteoclastos se encargan de eliminar la porción de hueso «gastado» y, a continuación, los osteoblastos forman una matriz que posteriormente mineralizan para rellenar con hueso nuevo la cavidad producida por los osteoclastos.   El remodelado óseo está finamente regulado por una serie de factores, tanto sistémicos como locales, que mantienen la masa ósea en condiciones normales.

La regulación del proceso es compleja, ya que están implicados multitud de componentes que incluyen factores genéticos, mecánicos, vasculares, hormonales y locales.  Tras una lesión traumática, el grado de reparación ósea depende del tamaño y de la localización de la lesión.

En el caso de defectos críticos (que no se reparan completamente de forma espontánea) se utilizan biomateriales para rellenar la cavidad generada en el tejido óseo dañado o estabilizar el defecto estimulando la actividad/proliferación celular.
Normalmente, este tipo de defectos se corrigen de forma sencilla y rápida, y la intervención quirúrgica presenta una escasa incidencia de complicaciones infecciosas en los animales de experimentación.
1.- CIENTÍFICOS DE LA BUAP CREAN BIOMATERIAL PARA REGENERACIÓN ÓSEA

Biomaterial reparación hueso-NTG 1

Se utilizan nanopartículas de hidroxiapatita y biopolímeros degradables, que son inyectados en una impresora 3D, para crear un modelo con morfología similar al hueso

  Un grupo de investigación multidisciplinario de la BUAP desarrolló un biomaterial con morfología similar al tejido óseo, que además de servir como soporte, ser compatible con el cuerpo humano y biodegradable, es capaz de regenerar el hueso. Se trata de un material compuesto que utiliza nanopartículas de hidroxiapatita y biopolímeros degradables, los cuales son inyectados en una impresora 3D, a partir de un modelo matemático que genera morfología similar al tejido óseo.

Efraín Rubio Rosas, responsable de dicho proyecto en la parte que corresponde a la obtención del material compuesto y coordinador de Laboratorios e Investigación Aplicada del Centro Universitario de Vinculación y Transferencia de Tecnología (CUVyTT), de la Dirección de Innovación y Transferencia de Conocimiento (DITCo), explicó que en tejidos duros como el hueso, las biocerámicas podrían ser los materiales de sustitución ideal (particularmente la hidroxiapatita posee una buena biocompatibilidad e integración con estos tejidos), porque son los más parecidos al componente mineral humano.

Detalló que el hueso está formado por una parte inorgánica o cerámica -fosfato de calcio de nombre hidroxiapatita-, representa un depósito del 99 por ciento del calcio corporal y 80 por ciento del fósforo total, su función es dar resistencia; así como por una parte orgánica –colágeno- que proporciona flexibilidad.

Por dicha razón, en la investigación se utiliza la combinación de un material polimérico e inorgánico –hidroxiapatita-, para realizar una impresión en 3D; es decir, una impresión de hueso compatible con el cuerpo humano para usarse en relleno óseo. El polímero en cuestión es el ácido poliláctico, también conocido como poliácido láctico, con propiedades semejantes a las del tereftalato de polietileno (PET) que se utiliza para hacer envases, pero éste además es biodegradable.

El equipo multidisciplinario está conformado por el doctor Efraín Rubio Rosas y el maestro Eric Reyes Cervantes del CUVyTT, el doctor Marco Antonio Morales y el estudiante Irving Fernández Cervantes, ambos de la Facultad de Ingeniería Química, y los doctores José Fernando Rojas Rodríguez y Maura Cárdenas García, de las facultades de Ciencias Físico Matemáticas y de Medicina, respectivamente.

Rubio Rosas explicó que se cuenta con otra línea de investigación para desarrollar diferentes biocerámicos a base de hidroxiapatita por diferentes técnicas o metodologías: química sol gel (crear un material en forma de gelatina), precipitación y crecimiento biomimético, logrando así obtener materiales en forma de polvo con dimensiones nanométricas compatibles con el cuerpo humano.

En esta otra línea, colabora con el doctor José Albino Moreno Rodríguez, académico de la Facultad de Ciencias Químicas, cuya aportación es dotar a los materiales cerámicos de la capacidad de liberar ciertos fármacos de forma controlada, para tratar algunos problemas del organismo como es la cicatrización.

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Ya sea por el desgaste inherente al envejecimiento o por secuelas de traumatismos, la regeneración ósea es un tópico que ha impulsado el estudio y desarrollo de nuevos materiales para la elaboración de prótesis que cada vez sean más compatibles con el cuerpo humano y menos costosas en su fabricación.
Tal es el caso de un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), quienes desarrollan un biomaterial —similar al tejido óseo— que, además de ser biodegradable y 12 veces más económico, es capaz de regenerar el hueso.

 Hoy día la ciencia no solo enfrenta el reto de emplear nuevos materiales en cuestión de prótesis e implantes, también se enfrenta con la aceptación que tenga el cuerpo ante un nuevo objeto, el medio en el que estará y de su interrelación con el organismo.

Grupo científico interdisciplinario
Los componentes extracelulares del hueso están calcificados, lo que lo convierten en un material duro, firme e idealmente adecuado para su función de soporte y protección ya que proporciona apoyo interno al cuerpo y ofrece lugares de inserción a los músculos y tendones que son esenciales para el movimiento, protege los órganos vitales y envuelve a los elementos formadores de la sangre de la medula ósea, además de depositar el calcio movilizante (calcio requerido en la sangre y otros líquidos del cuerpo).
Debido a la importancia de este tejido, se logró constituir un grupo interdisciplinario que se daría a la tarea de idear un material compuesto que tuviera las características del tejido óseo, que fuera compatible con el cuerpo humano y que además pudiera regenerar el hueso.
Biomaterial reparación hueso-NTG 2

El doctor Efraín Rubio Rosas y el maestro Eric Reyes Cervantes del Centro Universitario de Vinculación y Transferencia de Tecnología (Cuvytt); el doctor José Fernando Rojas Rodríguez y el maestro Abraham Maldonado, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas; la doctora Maura Cárdenas García, de la Facultad de Medicina, junto con la estudiante Brenda Lizbeth Arroyo Reyes, de la escuela de Biología; el doctor Marco Antonio Morales y el estudiante Irving Fernández Cervantes, ambos de la Facultad de Ingeniería Química, son las mentes detrás de este desarrollo que en un futuro podría cambiar el rumbo de los implantes.

Algoritmos y huesos
Para dar forma a este proyecto habría que formular un molde, un modelo que detalle exactamente la morfología del tejido óseo.

Abraham Maldonado, estudiante del doctorado de Física Aplicada y becario del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), comenta en entrevista que junto con el doctor Marco Antonio Morales empezaron a indagar todo sobre la composición de los huesos para concebir un modelo matemático que reflejara la constitución del tejido.

Así pues, con un algoritmo listo, la materia prima es inyectada en una impresora 3D que da el soplo de vida a un material compuesto similar al hueso y que el cuerpo no rechaza.
Flexibilidad y resistencia
HuesoIzquierda_11_7HuesoIzquierda 11 7El doctor Efraín Rubio Rosas, miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), coordinador de Laboratorios e Investigación Aplicada del Cuvytt, explica en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, que la parte orgánica del hueso está formada por colágeno de tipo dos que le da flexibilidad y la parte inorgánica está formada por hidroxiapatita (fosfato de calcio) que le da resistencia.

Detalla que para la obtención del biomaterial que imita al tejido óseo, han utilizado nanopartículas de hidroxiapatita y biopolímeros degradables como el ácido poliláctico.

Según relatan los investigadores, conociendo las condiciones del proceso fisiológico del cuerpo humano (pH de 7.4, temperatura de 37 grados centígrados, así como iones de fósforo, calcio y sodio) se puede inducir el crecimiento de fosfato de calcio o hidroxiapatita.
Rubio Rosas afirma que luego de reproducir la estructura del tejido óseo en una impresión 3D —resultado de la combinación de nanopartículas de hidroxiapatita y los biopolímeros—, la impresión se sumerge en un fluido fisiológico simulado para examinar el desarrollo del hueso nuevo.
Señala que en teoría la porosidad del nuevo biomaterial, al interactuar con el fluido fisiológico, logra que la réplica no solo sea compatible con el cuerpo humano y funcione de soporte, también permite reconstruir el hueso.
Pruebas biológicas
La estudiante en Biología, Brenda Lizbeth Arroyo Reyes, junto con la doctora Maura Cárdenas García son las encargadas de realizar las pruebas de biocompatibilidad tóxicas del material con características casi idénticas a las del hueso original.
Además de las pruebas tóxicas, el doctor Marco Antonio Morales explica que dentro de las pruebas de biocompatibilidad también se realizan pruebas de fluido fisiológico simulado y pruebas biomecánicas, donde se registra la porosidad, la composición y la asimilación del polímero.
“Por el momento se han realizado pruebas con bacterias para posteriormente extrapolarlas a roedores. Paralelamente trabajamos con células madre para que esas células sean humanas y podamos saber si solo funcionará como relleno óseo o nos permitirá llegar más allá para que sea una regeneración total”, complementa Lizbeth Arroyo.
Con las pruebas de resistencia, porosidad, densidad, presión, compresión y toxicidad, realizadas hasta el momento, se han obtenido resultados favorables, pues se ha comprobado 96 por ciento de compatibilidad con el tejido humano.
Biomaterial biodegradable y económico
Irving Fernández Cervantes, próximo ingeniero en Materiales, menciona que aunque en la actualidad existen prótesis cada vez más compatibles con el cuerpo humano, los materiales que se implementan en su mayoría son de acero inoxidable y los precios son muy altos ya que son productos importados.
A diferencia de estos, el biomaterial que ellos lograron concebir es ácido poliláctico biodegradable, lo cual abarata los costos considerablemente, haciéndolo de fácil acceso.

“De siete mil pesos que puede costar una unidad de acero, una de nuestro biomaterial saldrá aproximadamente en 500 pesos”, puntualiza.

Además su implantación no requeriría de más de una cirugía, no representaría riesgo de infección o complicación de salud derivada del injerto de una prótesis de metal al interior del cuerpo.
De acuerdo con la International Osteoporosis Foundation (IOF), la osteoporosis es una enfermedad que se distingue por la disminución de la densidad y calidad de los huesos. Conforme los huesos se tornan más porosos y frágiles, el riesgo de fractura aumenta considerablemente. La pérdida de hueso es silenciosa y progresiva. No suele haber síntomas, hasta que se produce la primera fractura.
Las fracturas más comunes relacionadas con osteoporosis se producen en la cadera, la columna y la muñeca. La incidencia de esas fracturas, en especial las de la cadera y la columna, aumenta con la edad, tanto en mujeres como en hombres.
Línea de investigación alterna
El doctor Efraín Rubio Rosas trabaja con otra línea de investigación para desarrollar diferentes biocerámicos a base de hidroxiapatita mediante diferentes técnicas o metodologías: química sol-gel (crear un material en forma de gelatina), precipitación y crecimiento biomimético, logrando así obtener materiales en forma de polvo con dimensiones nanométricas compatibles con el cuerpo humano.
En esta otra línea colabora con el doctor José Albino Moreno Rodríguez, académico de la Facultad de Ciencias Químicas, cuya aportación es dotar los materiales cerámicos de la capacidad de liberar ciertos fármacos de forma controlada para tratar algunos problemas del organismo como es la cicatrización.
Futuro fracturado
Oseo_Derecha_delapantalla_2De acuerdo con el informe del Latin America Regional Audit: Epidemiología, costos e impacto de la osteoporosis en 2012, en México la esperanza de vida se espera alcance los 82 años de edad, el número de personas de 50 años o más será más del doble para el año 2050, pasando de los 20 millones actuales a casi 55 millones. Debido a esto, se estima que las fracturas por osteoporosis y otras enfermedades óseas asociadas con el envejecimiento aumenten en consecuencia.
Una de cada 12 mujeres y uno de cada 20 hombres mayores de 50 años sufren una fractura de cadera por osteoporosis. Se estima que para el año 2050, debido al envejecimiento de la población, el número anual de fracturas de cadera podría aumentar de 29 mil 732 actuales a 155 mil 874 fracturas al año: un aumento de 424 por ciento dentro de los próximos cuarenta años.
El también conocido Latin American Vertebral Osteoporosis Study (LAVOS) encontró osteoporosis en la columna vertebral en nueve por ciento y 17 por ciento de los hombres y mujeres estudiados, respectivamente, y osteopenia en 30 por ciento y 43 por ciento en los hombres y mujeres, respectivamente. Encontraron osteoporosis en la cadera (fémur) en seis por ciento de los hombres y 16 por ciento de las mujeres y osteopenia en 56 por ciento de los hombres y 41 por ciento de las mujeres. Aunque no es tan grave como la osteoporosis, la osteopenia es indicador de una densidad mineral ósea menor que la normal.
Oseo Derecha delapantalla 2La incidencia global de fracturas vertebrales en mujeres mexicanas resultó ser de 19.2 por ciento, el más alto entre los cinco países incluidos en el estudio LAVOS (Argentina, Brasil, Colombia, México y Puerto Rico).
El costo directo de tratar una fractura de cadera varía ampliamente, pero se estima que oscila entre cuatro mil 500 a siete mil 550 dólares por fractura.
Una preocupación importante es que las fracturas vertebrales (espinales) no son diagnosticadas ni tratadas adecuadamente. Quienes presentan estas fracturas no acuden a consulta clínica y atribuyen el dolor a malestar de espalda u osteoartritis. El diagnóstico oportuno de las fracturas vertebrales es importante para que pueda tener lugar el tratamiento de la enfermedad subyacente, evitando así fracturas futuras.
Solo hay 409 equipos para medir la densidad ósea (DXA) en todo México, y solo una minoría (15 por ciento) de estos se encuentra disponible en el sistema público de salud; esto es claramente insuficiente para satisfacer las necesidades actuales, ya no digamos necesidades futuras.
El estado de fracturas y osteoporosis que existe en país se debe al bajo consumo de productos lácteos que son proveedores de calcio y al aumento en el consumo de bebidas carbonatadas. México es el segundo país con mayor consumo per cápita de bebidas gaseosas y el mayor consumidor de refrescos de cola.

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 Reconocimientos

En septiembre pasado, el equipo de científicos ganó el primer lugar en un concurso de prototipos estudiantiles que organizó la BUAP, siendo acreedores de 20 mil pesos, asesorías del Centro de Innovación y Competitividad Empresarial (CICE) para formar su propia empresa de tecnología y el patrocinio de la universidad para patentar su invento; sin embargo, aún continúan en la búsqueda de recursos para continuar con nuevas líneas de investigación que los conduzcan a un pleno desarrollo.
El equipo de investigadores poblanos espera que al comprobar su completa efectividad y tras aprobar todos los protocolos sanitarios, este biomaterial no solo regenere el tejido óseo y sea implementado en casos de osteoporosis o cáncer, sino que sea capaz de sustituir un hueso de mayores dimensiones y, ¿por qué no?, funja como prótesis de algún sistema de huesos más complejo.
 2.-  IMPLANTES ÓSEOS con NUEVOS MATERIALES  para «Técnica por Congelación»
CONGELACIÓN MATERIALES huesos
“Técnica por Congelación”: IMPLANTES ÓSEOS

Congelar para fabricar: nuevo método de creación de materiales fuertes y ligeros. Investigadores del LBNL de EEUU desarrollan una técnica que imita a la naturaleza

Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) de Estados Unidos han desarrollado una técnica para la fundición de congelación que permite diseñar y crear materiales fuertes, duros y de poco peso comparables con huesos, dientes, caparazones y madera.

Con esta técnica, inspirada en la naturaleza, pretenden crear materiales estructurales menos pesados, con aplicaciones potenciales en transporte y generación de energía.

“Nuestra técnica de congelación de fundición bidireccional podría ofrecer una manera efectiva de fabricar nuevos materiales estructurales, en particular aquellos materiales avanzados, como los composites, para los que se precisa un alto nivel de control,” explica Robert Ritchie, director del presente estudio, junto a Antoni Tomsia.

La fuente de inspiración de esta técnica: “las sofisticadas arquitecturas jerarquizadas que encontramos desde la escala nano o microscópica hasta la escala macroscópica, en ciertos materiales naturales. Estos materiales, además, tienen propiedades asombrosas, a pesar de ser porosos y de estar formados por componentes débiles”, añade Ritchie.

Dirigiendo partículas

Usando una técnica de congelación de fundición bidireccional, los científicos indujeron el ensamblaje de partículas de cerámica en andamios alineados, a escala de centímetros. Como resultado, obtuvieron estructuras laminales (en capas alternadas) y porosas, similares al nácar.

Estas estructuras se lograron cubriendo un instrumento de laboratorio llamado “dedo frío ” (se utiliza para generar superficies frías localizadas) con una cuña de polidimetilsiloxano con diferentes capas. Así fue como se alcanzó la nucleación controlada y el crecimiento de cristales de hielo, durante el proceso de congelación bajo gradientes de temperatura dual.

La naturaleza, aun trabajando desde una selección de componentes limitados y a una temperatura ambiente, ha aprendido a crear una gran variedad de materiales diversos con increíbles, elegantes y complejas arquitecturas moleculares en estos últimos billones de años. Estos materiales suelen ser fuertes, duros y poco pesados – propiedades que tienden a ser mutuamente excluyentes.

“La increíble habilidad de la naturaleza para combinar propiedades de componentes en un material que actúa mucho que mejor que la suma de sus partes sirve como fuente de inspiración para todo diseñador de materiales,” afirma Ritchie.

“Las estructuras porosas de cerámica, en particular, son prácticas para un amplio abanico de usos, como la ingeniería de tejidos, las espumas, los electrodos de pilas de combustible, los filtros para la purificación de agua, etc”, añade el investigador.

Los humanos hemos intentado emular a la naturaleza en la fabricación de materiales a través de diversas técnicas, que hasta ahora han resultado costosas y limitadas. Algunas de estas técnicas pueden también ser negativas para el medioambiente o no proporcionar un control suficientemente preciso de desarrollo de la estructura final.

La técnica empleada en este caso ayuda a superar estas limitaciones. Aunque la congelación de fundición convencional tiene una seria limitación que dificulta la fabricación de estructuras con capas ampliadas, destinadas a aplicaciones más extensas, los científicos parecen haber superado este aspecto.En la congelación de fundición convencional, el material fundido comienza a congelarse bajo el gradiente de temperatura del dedo de frío. La nucleación del hielo ocurre bajo dicho dedo de frío de forma aleatoria, y se crean múltiples cristales de hielo con varias orientaciones.

La cuña de polidimetilsiloxano evita esto, pues tiene diferentes temperaturas por capas. Así, permite ajustar la tasa de enfriamiento, los dos gradientes de temperatura, en dirección vertical u horizontal

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Bajo estas condiciones, el líquido comienza a congelarse de abajo a arriba de la cuña, y los cristales de hielo crecen en dos direcciones (solo): verticalmente alejándose del “dedo frío “y horizontalmente a lo largo de la cuña de polidimetilsiloxano. El resultado, después de la sublimación y la sinterización, es una estructura laminar a escala de centímetros.

Se presenta en una técnica de congelación bidireccional de montar con éxito partículas cerámicas en andamios con gran escala alineados, laminar,, estructura nácar como porosa y orden de largo alcance en la escala de centímetros.

Esto se logra mediante la modificación del dedo frío con un polidimetilsiloxano (PDMS) de cuña para controlar la nucleación y crecimiento de cristales de hielo bajo gradientes de temperatura duales.

Nuestro enfoque podría proporcionar una manera eficaz de fabricación de nuevos materiales estructurales bioinspiradas, en particular, los materiales avanzados tales como materiales compuestos, donde se requiere un mayor nivel de control sobre la estructura.

Potenciales aplicaciones

Los investigadores de Berkely han testado ya de forma satisfactoria la técnica de congelación bidireccional con partículas de hidroxiapatita, el componente principal del esmalte de los dientes y del mineral óseo.

Creen que, a corto plazo, las aplicaciones más probables para los materiales fabricados con esta técnica sean los implantes médicos, óseos y ortopédicos.  Esto es porque el material obtenido es rígido, fuerte y duro y tiene propiedades mecánicas similares a las del hueso.

3.- Docente caleña inventó material capaz de recuperar huesos fracturados

Docente caleña inventó material capaz de recuperar huesos fracturados
El proceso de formación de este material tardó siete años, en los que se hicieron pruebas en animales, para después ser aplicado en humanos.

Imagine por un momento que sufre un accidente a gran velocidad en motocicleta o se cae mientras baja unas escaleras y, como reflejo, se apoya en sus manos y sufre fracturas completas en ambas muñecas.
Esa rotura de radio distal requiere una cirugía en la que se extraiga la sección de alguno de sus huesos, para hacer un injerto que supla la parte faltante.

Otra opción sería recurrir a un banco de huesos, donde le implantarían el tejido óseo de un muerto. Y la tercera alternativa para solucionar esa fractura sería un injerto de hueso de animal.
Ahora imagine que hay una cuarta opción y que a partir de una sustancia presente en el caparazón del camarón, se originó una mezcla capaz de regenerar y rellenar los huesos.

“El biocompuesto se forma al mezclar un material cerámico llamado fosfato tricálcico, que permite el crecimiento óseo y tiene la propiedad de biointegrarse al tejido óseo normal, y un material polimérico llamado Quitosano que tiene propiedades regenerativas a nivel de estímulo de la cicatrización”, explicó Sandra Arce, docente de la Universidad Autónoma de Occidente y gestora del nuevo material.

Arce dijo que este proyecto surgió hace siete años mientras cursaba una Maestría con énfasis en Ingeniería Mecánica en la Universidad del Valle. “En ese momento me interesé en buscar materiales que pudieran ser aplicados en el tejido óseo humano y que lograran regenerarlo”, aseguró.

Para llegar a una aplicación de este biocompuesto en humanos, Arce explicó que primero se debieron hacer intervenciones en tibias y crestas ilíacas de conejos y cráneos de ratas, donde se vieron los avances en la absorción del material y la generación de nuevo tejido óseo.

“En ese momento, junto al implantólogo oral, Carlos Valencia, procedimos a hacer injertos del material en 60 alvéolos (compartimientos de los huesos a los que se adhieren los dientes) para evitar la reabsorción del tejido óseo y que los pacientes tuvieran suficiente tiempo para ponerse una prótesis más adelante”, indicó la investigadora.

Actualmente, el biocompuesto está siendo parte de un experimento en un grupo de 15 pacientes que tienen fracturas del radio distal.

“Durante la primera fase del proyecto no hemos tenido alergias, infecciones ni reacciones locales a esta sustancia. Por el contrario, hemos notado que estas fracturas van evolucionando muy bien”, destacó el ortopedista y traumatólogo del Centro Médico Imbanaco, Andrés Machado.

“La importancia de este trabajo es inmensa, no solo a nivel regional, sino nacional, porque a partir de este material podremos diseñar otros desarrollos que seguramente van contribuir al mejoramiento de la salud de las personas”, sentenció Machado.

Producto patentado

A mediados de febrero, la Superintendencia de Industria y Comercio le otorgó la patente de invención a la Universidad Autónoma de Occidente del biocompuesto para regenerar tejidos óseos, producido a partir de la investigación de los profesores Arce y Valencia.

Esta licencia le da la exclusividad a la institución educativa para producir y comercializar esta solución durante 20 años.

Para Magdalena Urhán, directora de investigaciones y desarrollo tecnológico de la UAO, el resultado de este proyecto de investigación es destacable no solo por su valor innovador, sino porque será un material de uso social.

“Esta patente es muy valiosa porque la gente no tendrá que recurrir a soluciones importadas y de alto costo, sino que tendrá acceso a un producto nacional que ayuda a la regeneración de los huesos, con un precio muchísimo más económico”.

Urhán indicó que, aunque no hay una fecha establecida, la comercialización de este biocompuesto está en trámite.

Se espera que el próximo paso para este biocompuesto sea la aplicación en pacientes que se realicen procedimientos estéticos.

4.-Científicas argentinas crean un biomaterial innovador para regenerar hueso a partir de la combinación de proteínas.

Científicas argentinas crean un biomaterial innovador para regenerar hueso a partir de la combinación de proteínas
Científicas argentinas crean biomaterial. Un trabajo de investigación del grupo de Biofísica de Proteínas del Instituto Superior de Investigaciones Biológicas (Insibio), que depende de UNT-Conicet, obtuvo un incentivo a nivel nacional por su aporte para combatir.
Científicas tucumanas diseñaron una membrana maleable que estimula a las células y produce la neo formación ósea en pocas semanas. El trabajo está en etapa preclínica y se experimenta con éxito en animales
Pocas son las líneas de investigación desarrolladas en Latinoamérica que implican el crecimiento de hueso a partir de técnicas de ingeniería de tejidos. Sin embargo, en Tucumán un equipo de científicos desarrolló un nuevo biomaterial que regenera el hueso perdido.
La idea de estas investigadores es que, usando un producto de origen nacional, el biomaterial sea accesible para los pacientes desde lo económico.
Este grupo de investigadores tucumanas busca cómo regenerar hueso a partir de la combinación de una proteína recombinante humana (rh) la “Paratohormana” junto a otra proteína “el colágeno”, que está presente en todos los animales y en abundante cantidad en huesos y piel.
A partir de la combinación de ambas sustancias, se forma una membrana totalmente maleable que mediante la directiva profesional, es capaz de regenerar tejido óseo en la forma y cantidad necesarias, en sólo pocas semanas.

La regeneración ósea se vuelve fundamental para los casos de accidentes dónde se pierde importante cantidad de hueso o como consecuencia del tratamiento quirúrgico de tumores, quistes o anomalías óseas dónde también existe pérdida de hueso.

Ocurre una situación similar en los casos de reabsorción alveolar ósea producto de la pérdida de dientes. En todas estas situaciones la necesidad de volver a contar con el hueso íntegro se vuelve imperativa para devolverle tanto la estructura como la funcionalidad a la parte afectada del cuerpo.

Las alternativas para quienes han perdido más de 8 mm de hueso (entre 5 y 8 mm puede regenerarse sólo) suelen ser costosas y complejas. Van desde el sustituto de hueso del mismo paciente, pasando por la colocación de hueso procesado obtenido de personas fallecidas (banco de huesos) hasta el uso de hueso animal.

En la Universidad Nacional de Tucumán Liliana Missana y María Victoria Jammal (docentes de la Facultad de Odontología de la UNT) desarrollaron un biomaterial que tiene propiedades para regenerar hueso.

Este biomaterial está en trámite de registro en el Instituto Nacional de Patentamiento Industrial (INPI) y está inscripto con el nombre de Regebone (rege de regenerar y bone de hueso en inglés).

El equipo se completa con la colaboración de Jorge Juárez (tesista), Nina Pastorino (odontóloga), María Lilia Romano (técnica) y Viviana Schemberger (odontóloga).

Missana comentó que una de las exigencias de la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT) para aprobar el biomaterial es que se realicen pruebas tanto en animales pequeños como medianos.

El equipo ya realizó pruebas exitosas en la cabeza (calota) de ratas y en un período de seis semanas consiguió regenerar el 57% del hueso faltante, aplicando el biomaterial de colágeno y la rhPTH (Recombinante Humana Paratohormona).

Resta realizar pruebas con animales medianos y por ese motivo, los investigadores de la UNT firmaron un convenio de cooperación con profesionales de la Universidad Nacional de Rosario, quienes proveerán de criaderos de conejos para la siguiente etapa.

La científica comentó que están en conversaciones con el Sistema Provincial de Salud de la Provincia (SIPROSA) para que se realice un relevamiento en los servicios de odontología y traumatología de los pacientes que requieren hueso. El objetivo es conocer quiénes darán el consentimiento legal para probar la nueva técnica, una vez que sea aprobada por la ANMAT.

Por su parte, Victoria Jammal señaló que el gran aporte del biomaterial es que “es de industria nacional, por lo tanto los costos para producirlo son menores con la idea de que sea más accesible para la gente en lo económico.

Esto es importante teniendo en cuenta que la mayoría de los materiales de relleno óseo que se usan en nuestro país son materiales importados”. Agregó que el fue elaborado en el Laboratorio de Patología Experimental de la Facultad de Odontología de la UNT.

Otra de las ventajas del nuevo material apuntadas por Jammal son que es maleable, adaptable a cualquier defecto óseo, de fácil manipulación y que se conserva a temperatura ambiente. También el hecho de ser “ecoamigable” porque no genera efectos negativos en el ambiente.

“Devolver calidad de vida al paciente”

Missana dio detalles de la investigación que asocia técnicas de la ingeniería molecular con la ingeniería de tejidos. Describió que se valen de la mezcla de la proteína recombinante humana (rh), llamada así porque es externa al cuerpo, con un biomaterial (el colágeno) para diseñar un armazón. El armazón se coloca en la zona dónde hay ausencia de hueso para estimular su crecimiento.

Precisó que la Paratohormona, que está presente en todos los seres vivos y se libera según las necesidades del cuerpo, normalmente está asociada a la reabsorción, no a la neo formación. Entonces, el aporte más importante de la investigación es que colocada en una membrana y liberada en forma intermitente, estimula a las células y a la neo formación ósea.

La doctora estimó que con la nueva técnica “los pacientes podrán recibir implantes bucales cuando tengan el hueso para recibirlos. Conseguirán hablar y comer mucho mejor luego de una cirugía reparadora por un cáncer óseo bucal, es decir, les devolveremos la calidad de vida”, sintetizó.

Missana se desempeña hace 25 años en el área de la ingeniería de tejidos y cuando realizó su tesis doctoral en la Universidad Nacional de Okayama (Japón) trabajó con una proteína morfogenética ósea que combinó con distintos vehículos y uno de esos fue el colágeno, con el cual obtuvo los mejores resultados. En el país asiático la técnica está patentada y se usa para múltiples tratamientos.

Al volver a la Argentina, creo un equipo de investigación que desde hace siete años se concentró en la rhPTH (recombinante Humana Paratohormona) que se presentaba recientemente en el mercado.
Agregó que el desafío a vencer por su equipo de investigación es producir un tejido en condiciones de laboratorio y que después sea aceptado por el organismo. Por ese motivo, Missana explicó que se coloca el material con una proteína como estimulante en un armazón, que es el colágeno. “El cuerpo lo acepta, lo coloniza y las mismas células del paciente migran desde los bordes de los tejidos sobre él, estimulados por la proteína recombinante humana y así se genera el hueso con la forma que el profesional desee darle”, puntualizó la científica argentina.
Reflexiones: Normalmente las regeneraciones de hueso van desde el sustituto de hueso del mismo paciente, pasando por la colocación de hueso procesado obtenido de personas fallecidas (banco de huesos) hasta el uso de hueso animal. 
Anteriormente se realizaban dolorosas y frecuentes operaciones para implantar prótesis mecánicas, pero, muchas veces las rechazaba el organismo y también se originaban focos de infección y otros  molestos malestares.
Estas tecnologías con nuevos materiales son nuevas alternativas para quienes han perdido más de 8 mm de hueso (entre 5 y 8 mm puede regenerarse sólo), las cuales suelen ser costosas y complejas, hasta la fecha, pero, con estos nuevos materiales van resultando accesibles para todo público y con una mayor integridad con nuestro organismo.

Vemos como son pocas las líneas de investigación desarrolladas en Latinoamérica que implican tecnologías para el crecimiento de hueso a partir de técnicas de ingeniería de tejidos, las más importantes son las antes vistas.
En vista de la importancia para el ser humano afectado por dolencias óseas que ameriten su recuperación con estas novedosas tecnologías, hacemos llegar hasta ustedes esta importantes innovaciones.
Hasta nuestro próximo encuentro con TECNOLOGÍA HOY.
Licdo. Néstor Flores Araujo
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Acerca del Autor

Néstor Flores

Licenciado en Comunicación Social, Mención Desarrollo Social. Músico Fagotista y compositor, "Métodos de estudio para Fagot". Diseñador Gráfico, Diagramador. Productor de Música y Audiovisuales. Pintura en arte digital. Escritor de Novelas y Ciencia Ficción, Columnista de Tecnología en www,elclarínweb.com. tecnologiahoy.wordpress.com. Cuenta Twitter @nafagot

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