Evaluación del potencial biomédico de nuevos biomateriales para aplicación en cirugía ortopédica y traumatología

Abstract

Las situaciones clínicas relacionadas con fracturas de hueso complejas, tales como fracturas no consolidadas o fracturas patológicas, demandan cada vez más el desarrollo de materiales terapéuticos con la capacidad para inducir la regeneración del tejido óseo, o para reemplazar la pérdida del hueso dañado y restaurar su función. La Ingeniería de Tejidos ha surgido como una alternativa prometedora para reemplazar a las actuales prótesis y sustitutos de hueso. El objetivo de la Ingeniería Tisular, aplicada a la reparación ósea, es producir ex vivo tejido óseo implantable que puede reemplazar al tejido óseo nativo, o estimular su regeneración. Estos implantes consistirían en la combinación adecuada de las células, moléculas osteoinductoras y materiales biocompatibles. Los biomateriales son habituales en Cirugía Ortopédica y Traumatología (COT), ya sea para ayudar a la reparación del hueso o para reemplazarlos y asumir su función biomecánica. La primera aplicación mencionada (ayudar a la reparación), implica el uso de sustitutos de hueso: injertos de materiales bioactivos y reabsorbibles que deben ir desapareciendo a medida que se repara el hueso nativo. Éstos pueden ser de origen natural (hueso del paciente o de donantes); o artificial (cerámicas, polímeros, etc). La segunda aplicación (sustitución) se logra mediante la implantación de prótesis bioinertes, normalmente echas con metales. En cualquier caso, el biomaterial ideal para la reparación ósea debe imitar la matriz extracelular del hueso en cuanto a sus propiedades físicas, mecánicas y químicas. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el potencial biomédico, en el contexto de la reparación ósea terapéutica, de diferentes tipos de materiales: las cerámicas silíceas mesoporosas SBA-15 y HA-SBA-15; el biovidrio ICIE-16 y un derivado del mismo (Nitru); y una aleación metálica (Ti6Al4V ELI) consolidada en piezas 3D macroporosas mediante fundido por haz de electrones, o tecnología EBM. Los materiales reabsorbibles (cerámicas y biovidrios) se evaluaron in vitro e in vivo para evaluar su biocompatibilidad y sus propiedades osteoconductoras. Las piezas de aleación Ti6Al4V ELI se evaluaron in vitro para probar si la superficie resultante del proceso de fabricación por tecnología EBM permiten a las células adherirse, crecer y diferenciarse. Este estudio era necesario porque la osteointegración de prótesis metálicas requiere no sólo una buena integración mecánica, sino también integración tisular, la cual sólo es posible si la respuesta de las células es favorable a la superficie de la prótesis