Desarrollo y evaluación de prototipos de sustitutos óseos acelulares generados por bioingeniería de tejidos para resolución de lesiones críticas de hueso y osteogénesis

Resumen

Los injertos de hueso autólogo (hueso del propio paciente) u homólogo (hueso de donante humano cadavérico) son alternativas terapéuticas en casos de pérdida de tejido óseo, dado que proveen a la lesión de células osteogénicas y factores osteoinductivos y osteogénicos. Sin embargo, estas estrategias terapéuticas tienen limitaciones: los injertos de tejido óseo homólogo puedan transmitir enfermedades infecciosas y la utilización de hueso autólogo (que normalmente se toma de cresta ilíaca) genera, por un lado, una nueva herida cruenta, con la morbilidad asociada, y por otro puede no resultar suficiente. Es decir que estas limitaciones los hacen inaplicables en ciertos casos. La utilización de implantes metálicos o cerámicos exhiben una pobre integración, entre otros inconvenientes. Por ello, es necesario desarrollar nuevas estrategias que permitan generar sustitutos óseos por bioingeniería, lo cual implica contar con una matriz, biocompatible, reabsorbible, con una porosidad y tamaño de poro que permitan la invasión celular y la libre difusión de nutrientes, desechos y gases, y que además sean osteoinductivos y osteoconductivos. El objetivo del presente proyecto es la generación de un sustituto óseo libre de células a través del uso de matrices de colágeno cargadas con BMP-2, IMT-504 o una combinación de ambos que permita la regeneración ósea en lesiones críticas de hueso en un modelo de calota de rata. También se propone evaluar estas construcciones con un molde de nanocelulosa como retardador de fibrosis en un modelo de osteogénesis guiada en calota de rata. En el caso de regeneración ósea, se ensayaron 4 grupos experimentales (Membrana Hellitape + BMP-2, Membrana Hellitape + ODN IMT-504, Hellitape + BMP-2 + ODN IMT-504, Esponja BIOPAD + ODN IMT-504), 2 controles de membranas (Hellitape Control y BIOPAD Control) y un control de lesión sin injerto (Control absoluto). Los estudios radiográficos a 10 días no mostraron diferencias significativas en el cierre de la herida entre los distintos grupos. 40 días poscirugía, todos los grupos mostraron una disminución significativa de la lesión respecto a los 10 días. Si comparamos los tratamientos a 40 días, solo el grupo Hellitape-BMP2,y su control, mostraron un mejor cierre de lesión que el control absoluto. Por el contrario, la presencia del ODN IMT-504 empeoró el cierre de la herida respeto del grupo control Hellitape. Este efecto fue parcialmente revertido por BMP2 en el grupo Hellitape BMP2+ODNIMT504. El grupo BIOPAD + ODN IMT-504 y su Control BIOPAD mostraron resultados similares al control absoluto. Esto parece mostrar que BMP2 mejora el cierre de la herida, mientras que el ODN IMT-504 mostraría el efecto contrario. Los estudios histológicos mostraron que la presencia de BMP-2 incrementó notablemente la performance de la matriz, mejorando posiblemente el efecto osteoconductor y osteoinductor. La presencia de hueso nuevo fue continua y de estructura más ordenada a lo largo de la lesión, comparada con el control absoluto, que solo mostró formación de hueso nuevo en los bordes, y respecto del control Hellitape, que mostró “islas” de hueso nuevo. Por último, el ODN IMT-504 mostró una peor regeneración ósea que el control absoluto, posiblemente debido a un efecto antiinflamatorio en su aplicación tópica