Cuando los huesos humanos sufren pequeños defectos, como las fracturas, suelen curarse espontáneamente y el cuerpo restaura el tejido perdido. Pero cuando hay grandes defectos, como la pérdida sustancial de hueso resultante de la extirpación de tumores mediante cirugía, traumatismos físicos, extracción de dientes, enfermedad de las encías o inflamación alrededor de los implantes dentales, el hueso es incapaz de renovarse.
Una nueva e innovadora tecnología desarrollada en la Universidad de Tel Aviv (TAU) hará posible, al parecer, la regeneración del hueso para corregir grandes defectos mediante un hidrogel especial. Tras el éxito de las pruebas en un modelo animal, los investigadores planean ahora pasar a los ensayos clínicos.
El innovador estudio ha sido realizado por expertos de la Facultad de Odontología Goldschleger de la TAU, dirigidos por la profesora Lihi Adler-Abramovich y el doctor Michal Halperin-Sternfeld, en colaboración con el profesor Itzhak Binderman, la doctora Rachel Sarig, el doctor Moran Aviv e investigadores de la Universidad de Michigan en Ann Arbor. El trabajo se publicó en la revista Journal of Clinical Periodontology con el título “Immunomodulatory fibrous hyaluronic acid-Fmoc-diphenylalanine-based hydrogel induces bone regeneration”.
¿Cómo indujeron los investigadores israelíes la regeneración ósea para arreglar los defectos?
El equipo desarrolló un hidrogel (una red tridimensional de polímeros que puede hincharse en agua y retener una gran cantidad de ella manteniendo la estructura) de matriz ósea, estimulando el crecimiento del hueso y reactivando el sistema inmunitario para acelerar el proceso de curación.
La matriz extracelular es la sustancia que rodea a nuestras células, proporcionándoles un soporte estructural. Cada tipo de tejido de nuestro cuerpo tiene una matriz extracelular específica formada por sustancias adecuadas con las propiedades mecánicas correctas. El nuevo hidrogel tiene una estructura de filamentos que imita la de la matriz extracelular del hueso natural. También es rígido, lo que permite que las células del paciente se diferencien en células formadoras de hueso.
“Como es de esperar, la matriz extracelular de nuestros huesos es bastante rígida”, señaló Adler-Abramovich. “En nuestro estudio, produjimos un hidrogel que imita esta matriz específica tanto en sus propiedades químicas como físicas. A nivel nanométrico, la célula puede adherirse al gel, obteniendo soporte estructural y recibiendo las señales mecánicas pertinentes de las fibras. Al principio, para comprobar estas propiedades, cultivamos células en un modelo 3D del gel. A continuación, examinamos el impacto del hidrogel en animales modelo con grandes defectos óseos que no podían curarse espontáneamente. Los controlamos durante dos meses con varios métodos. Para nuestro deleite, los defectos óseos se corrigieron completamente mediante la regeneración, con los huesos recuperando su grosor original y generando nuevos vasos sanguíneos”.
El nuevo gel tiene amplias aplicaciones clínicas tanto en la medicina ortopédica como en la odontológica, sugirió Adler-Abramovich. “Cuando perdemos dientes por daños importantes o infecciones bacterianas, el tratamiento estándar son los implantes dentales, pero éstos deben anclarse en una cantidad suficiente de hueso, y cuando la pérdida ósea es demasiado importante, los médicos implantan hueso adicional de una parte sana del cuerpo, un procedimiento médico complejo. Otra opción es añadir sustitutos óseos de origen humano o animal, pero éstos podrían generar una respuesta inmunitaria. Espero que en el futuro el hidrogel que hemos desarrollado permita una restauración ósea más rápida, segura y sencilla”, concluyó.