Desarrollo de un prototipo de sustituto óseo para tratamiento de lesiones críticas en tejido óseo

Resumen

La capacidad de regeneración del tejido óseo se ve limitada en lesiones de gran extensión o patológicas y requiere intervención terapéutica. El trasplante de tejido óseo vivo tiene asociados problemas de morbilidad, disponibilidad y riesgo de infecciones. Los implantes metálicos o cerámicos tienen limitaciones relacionadas con la extensión de la lesión, la carga a soportar, el rechazo y los altos costos. Los sustitutos óseos generados por bioingeniería surgen como una nueva estrategia terapéutica. Constituidos por una matriz o scaffold con o sin células, promueven la regeneración ósea y el curado de la lesión. Deben ser osteoconductivos y osteoinductivos, lo que implica reclutar células progenitoras y estimular su migración y diferenciación osteogénica. Requieren, además, una estructura tridimensional similar a la matriz extracelular propia del tejido óseo. La utilización de la impresión 3D permite el diseño y producción de scaffolds biomédicos complejos con una microestructura controlada que emplea imágenes de lesiones óseas generadas a partir de tomografías computadas. El proyecto apunta a la generación de un prototipo de sustituto óseo para la regeneración de tejido óseo en lesiones de tamaño crítico, basado en la impresión 3D de un scaffold con un polímero sintético termoplástico y biocompatible. Para la impresión de los scaffolds, se propone utilizar los polímeros sintéticos policaprolactona (PLC) y ácido poliláctico (PLA), por la baja toxicidad de sus productos de degradación, su similitud con el tejido óseo trabecular en porosidad y propiedades mecánicas y la capacidad de sostener la proliferación y formación de matriz extracelular a partir de células osteo blásticas, así como también sustentar la diferenciación osteogénica de células madre mesenquimales. Para aumentar su poder osteoinductivo, se recubrirán con elementos de la matriz extracelularósea, tales como hidroxiapatita (HAp) combinada con colágeno I y con citoquinas que favorezcan la inducción osteogénica y la vascularización del injerto. El gran interés de generar un sustituto óseo sin células, pero con capacidad osteoconductora y osteogénica, radica en que el proceso no requeriría la toma de muestra de tejido del paciente para la obtención de células autólogas, lo que evitaría la morbilidad asociada y el uso de células alogénicas, que conlleva riesgos de rechazo inmunológico einfecciones concomitantes