Este proceso está compuesto por híbridos inorgánicosorgánicos aplicados para lograr implantes en la estructura ósea dañada. (El Universal)
Científicos mexicanos experimentan prótesis óseas de colágeno recubiertas con un mineral natural. Además de ser biocompatibles, resultan más baratas que los implantes de titanio o cerámica.
Un original proceso que estimula el “crecimiento” de huesos para sustituir o reparar partes óseas afectadas por fracturas, osteoporosis u otros males, es probado por científicos de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP) y el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA, UNAM).
Basado en estudios sobre híbridos orgánicos-inorgánicos, el ensayo emplea materiales como el colágeno y la hidroxiapatita, una proteína y un mineral que no generan reacciones biológicas de rechazo, ya que están presentes en forma natural en nuestro esqueleto.
Con ello, los investigadores a cargo del proyecto —denominado “hueso artificial”— buscan ofrecer a los cirujanos ortopedistas y hospitales una alternativa terapéutica hasta 10 veces más económica y mucho más funcional que las prótesis ahora comunes hechas con titanio, cerámica o acero.
“Lo novedoso consiste en modificar una estructura de colágeno (forma el tejido conectivo de músculos y huesos) para luego hacerlo reaccionar con soluciones de iones (moléculas desbalanceadas) de calcio y fostato, con lo cual se logra el recubrimiento de hidroxiapatita”, explica el responsable del estudio, Enrique Martínez Ramírez, de la UPAEP.
El maestro en Ingeniería Biomédica dice que el colágeno se encuentra en los huesos de todos los vertebrados. De hecho, está presente durante la formación de los mismos y constituye el 22% de cada pieza ósea. Además, por su composición (forma fibras insolubles en agua que luego se calcifican) da a los huesos sus propiedades características.
“Esta proteína (colágeno), formada por aminoácidos, es la que da soporte al hueso; al utilizarla logramos piezas con una mayor semejanza a las originales. Lo que pretendemos es que tenga una adaptación más rápida al cuerpo, a diferencia de otros materiales como el poliuretano” (con el que trabajaron inicialmente), detalla el ingeniero químico.
Martínez Ramírez aclara que el proyecto —iniciado hace un año y en la que participan también Rogelio Rodríguez, Susana Vargas y Miriam Estévez del CFATA, entidad que presta el equipo de laboratorio— no tiene precedentes en México, mientras que en otros países sólo hay estudios similares.
“En Japón trabajan con hidroxiapatita extraída de bovinos, que esterilizan con radiaciones gamma, pero es un proceso muy caro. En cambio, el nuestro es totalmente sintético, se hace en laboratorio con reactivos estériles y libres de sangre. Por ello, al hacer el implante, prevemos que tendrá una aceptación más rápida, así como osteosíntesis, es decir, funciones dentro del hueso en que se implante”.
Material biocompatible
Varias instituciones académicas —como el Instituto Tecnológico de Massachussets y la Universidad de Cambridge— han trabajado desde 2002 en la obtención de materiales que semejen las características de densidad, dureza, porosidad y flexibilidad de los huesos naturales.
Según William Bonfield, experto en materiales médicos en Cambridge, los implantes artificiales convencionales —fabricados con plásticos, cerámica o metales— no pueden permanecer por mucho tiempo en el organismo debido a que son muy disímiles biológicamente de los huesos.
En contraste, las prótesis hechas con materiales biocompatibles (como la hidroxiapatita) pueden “acoplarse” con menos dificultad: “Todas las evidencias sugieren que entre más pronto se integre un implante dentro del cuerpo, mejores serán los resultados en el largo plazo”, escribe el científico inglés en un reporte académico.
Todo ello, coincide Enrique Martínez, hace posible diseñar y fabricar vértebras de la columna o cualquier otro hueso que haya sido fracturado, “con la ventaja de que se fijará dentro del cuerpo sin rechazo y sin necesidad de revisarse periódicamente, como en el caso de los implantes de titanio”.
Pero hay más aplicaciones de la hidroxiapatita —empleada también en odontología para rellenar fisuras dentales—, pues podría usarse para combatir la osteoporosis o impedir la propagación de cáncer en los huesos: “Podríamos hacer una réplica del hueso dañado que se va a retirar para que no prolifere el tumor e implantarla al enfermo”, prevé el científico mexicano.
Para acelerar las reacciones químicas con las que se fabrica dicho material, el estudiante construyó un reactor, una especie de horno artesanal controlado mediante computadora con el que puede supervisar la velocidad de agitación, niveles de agua y cambios de temperatura a los que está sometida la mezcla inicial (denominada plasma humano).
Una vez obtenido el producto (hidroxiapatita), los expertos lo analizan con microscopía o rayos X para asegurarse de que sus cristales están adheridos en el colágeno y no se provocará desprendimientos o fisuras cuando sea colocada la prótesis, ya moldeada, con incisiones en las extremidades o a través de cirugía.
Sin embargo, por lo novedoso del experimento, Martínez y sus colegas prevén comenzar las primeras pruebas con perros, animales que por ser domésticos facilitarán dar seguimiento al proceso de rehabilitación.
Finalmente, tras cumplir los protocolos requeridos, validarán la técnica con humanos en las áreas de quirófano en la Facultad de Medicina de la UPAEP. “Lo importante es hacer bien el trabajo en animales, tratarlos como si fueran pacientes, para que todos los parámetros nos sirvan de referencia posteriormente”, concluye Martínez.
