Desarrollan un hueso sintético con impresoras 3D capaz de curar cualquier lesión ósea

De cumplirse las predicciones más halagüeñas, el futuro del tratamiento de las lesiones óseas –ya sea una rotura o, sobre todo, la degeneración del hueso provocado por una enfermedad, caso del cáncer– vendrá constituido por el uso de las terapias con células madre. Unas terapias génicas que, como parece que también ocurrirá en el resto de lesiones y enfermedades, posibilitará que el propio paciente disfrute de un nuevo tejido –en este caso, óseo– totalmente natural. Pero en espera de ese futuro, tan prometedor pero tan incierto que quizás nunca llegue, la investigación actual se centra sobre todo en la fabricación de injertos óseos sintéticos que, una vez trasplantados, reemplacen el hueso y promuevan su crecimiento allí donde se ha perdido.

El problema es que, cuando menos por el momento, estos injertos sintéticos no resultan demasiado efectivos: se rompen, son rechazados por el paciente y su precio es demasiado elevado. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE.UU.) podrían haber dado con la solución.

Concretamente, y como muestra el estudio, publicado en la revista « Science Translational Medicine», los autores han creado un hueso sintético con una impresora 3D que, de gran dureza y elasticidad, es capaz de estimular el crecimiento del tejido óseo. De hecho, el nuevo hueso sintético ya ha demostrado su eficacia en el tratamiento de las lesiones de la columna vertebral en roedores y de defectos craneales en primates.

Como explica Adam E. Jakus, director de la investigación, «nuestros hallazgos abren la puerta al desarrollo de implantes de bajo coste y personalizados para el tratamiento de una amplia gama de lesiones óseas, incluidas las localizadas en la columna y en los dientes, y para su uso en las cirugías plásticas, reconstructivas y del cáncer óseo».

Repuestos ilimitados

Los injertos óseos que se están evaluando a día de hoy para su empleo en los trasplantes son demasiado frágiles. En consecuencia, no solo resulta muy complicado darles una forma adecuada, sino que presentan un alto riesgo de acabar rompiéndose durante su ‘manipulación’ en el quirófano. Todo ello sin olvidar el riesgo, ciertamente elevado, de que el injerto sea rechazado por el sistema inmune del paciente. Y aún hay un problema añadido: resultan muy difíciles de fabricar y son muy caros, por lo que por el momento no parece que se vayan a emplear de una forma demasiado ‘universal’.

Por tanto, el objetivo es conseguir un injerto que pueda ser fácilmente manipulado por los cirujanos, que no sea rechazado por el huésped y promueva una rápida regeneración del tejido óseo, y que pueda ser fabricado de forma ‘ilimitada’ y a un bajo coste.

En este contexto, los investigadores han desarrollado un hueso sintético con un nuevo biomaterial sintético con capacidad osteorregeneradora. Y para ello han combinado minerales presentes en los huesos y piezas dentales –hidroxiapatita, que supone hasta un 90% del total del biomaterial– y un polímero comúnmente utilizado la práctica clínica –policaprolactona.

Es más; el nuevo hueso sintético puede ser fabricado de forma muy rápida, barata e ilimitada con una impresora 3D, por lo que se le puede dar la forma que se desee. Y entre otras ventajas, presenta una gran elasticidad, una gran resistencia y una gran porosidad.

Osteorregeneración

Y este nuevo injerto o ‘hueso’, ¿es realmente eficaz? Pues según los experimentos con cultivos celulares, el hueso sintético fue capaz de inducir la diferenciación osteogénica y la proliferación de la médula ósea derivada de células madre mesenquimales de humanos. Y a ello se suman los resultados alcanzados con modelos animales. Concretamente, los investigadores trasplantaron su hueso sintético para promover el crecimiento de nuevo tejido óseo y, así, lograr una fusión espinal –esto es, la fusión de dos o más vertebras– en ratones con lesiones de columna. Y asimismo, para reparar los defectos craneales que presentaba un macaco Rhesus. Y en ambos casos, el procedimiento fue un éxito y no se asoció a ningún efecto secundario.

Como indica Adam Jakus, «nuestro hueso superelástico no indujo una respuesta inmune negativa del huésped, se vascularizó e integró rápidamente con los tejidos circundantes, y promovió el crecimiento de nuevo tejido óseo sin la necesidad de añadir ningún factor de crecimiento».