Cuando los cirujanos necesitan remplazar hueso en la cabeza o en la región facial, generalmente toman y dan forma una porción ósea de otra parte del cuerpo del paciente, generalmente del peroné, para colocarlo en el espacio determinado. Obviamente, con las posibles complicaciones que esto implica y que la forma excesivamente recta de la fíbula requiere de mucha manipulación por parte del especialista para lograr adaptarla lo mejor posible a las múltiples curvaturas faciales.
Ahora investigadores de la Johns Hopkins University están usando materiales plásticos en impresoras 3-D mezclados con hueso preparado en forma de polvo para estimular el crecimiento óseo y que se adapte mejor a la zona en que es ubicado.
"Las células colocadas en escafoides plásticos necesitan instrucciones para convertirse en células óseas," dice Warren Grayson, profesor asociado de ingeniería biomédica en la facultad de medicina de la Universidad y jefe de este estudio. "El escafoide ideal es otra porción de hueso, pero el hueso no puede ser moldeado tan precisamente."
Los investigadores han desarrollado un material de composite que combina la fuerza y posibilidad de impresión del plástico con la información biológica del hueso natural. Ellos comenzaron con prolicaprolactona (PCL), el cual es un poliéster biodegradable que ha sido aprobado por la Food and Drug Administration.
Los investigadores decidieron mezclar este material con hueso en polvo que fue preparado al pulverizar el hueso poroso de la rodilla de una vaca después de remover sus células. Este hueso contiene las proteínas nativas del cuerpo además de factores de crecimiento óseos que ayudarán a células pluripotenciales a diferenciarse en células óseas.
Una vez impresa y ubicada quirúrgicamente en ratones y se espera un proceso de cicatrización por tres semanas, demostrando un crecimiento celular en un 70% a este tiempo. El escalafoide mezclado con hueso en polvo presenta una actividad cientos de veces mayor de tres genes indicativos de formación ósea que la actividad presentado con escalafoide de PCL puro.
Posterior a esto los investigadores añadieron beta-glicofosfato para permitir que sus enzimas depositaran calcio, las células en el escalafoide presentaron una producción 30% mayor de calcio.
Referencias Bibliográficas:
- Ben P. Hung, Bilal A. Naved∥, Ethan L. Nyberg, Miguel Dias, Christina A. Holmes, Jennifer H. Elisseeff, Amir H. Dorafshar, and Warren L. Grayson; Three-Dimensional Printing of Bone Extracellular Matrix for Craniofacial Regeneration;ACS Publications; April 18, 2016