EFECTOS DEL POLÍMERO Y DEL COATING DE SUSTITUTOS DE TEJIDO ÓSEO SOBRE LA DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS PRECURSORAS DE OSTEOBLASTOS IN VITRO Y LA REGENERACIÓN DE TEJIDO ÓSEO EN LESIONES CRÍTICAS EN CALOTA DE RATA

EFFECTS OF POLYMER AND COATINGS OF BONE TISSUE SUBSTITUTES ON THE OSTEOBLAST PRESURSOR CELLS DIFFERENTIATION IN VITRO, AND THE BONE TISSUE REGENERATION IN CRITICAL LESIONS IN RAT CALVARIA MODEL

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 asociado 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 evaluación de la capacidad osteoconductora y osteoinductiva (in vitro e in vivo) de prototipos de sustituto óseo, generados en nuestro laboratorio, para la regeneración de tejido óseo en lesiones de hueso 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 utilizarán los polímeros sintéticos policaprolactona (PLC) y ácido poliláctico (PLA), que han demostrado en trabajos previos de nuestro laboratorio no ser citotóxicos, ni generar productos de degradación citotóxicos. Nuestros trabajos previos han mostrado que los constructos generados tienen una estructura similar al tejido óseo trabecular en porosidad y propiedades mecánicas. Para aumentar su poder osteoconductivo y osteoinductivo, se recubrirán con elementos de la matriz extracelular ósea, 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 unsustituto 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, evitando la morbilidad asociada, ni el uso de células alogénicas, que conlleva riesgos de rechazo inmunológico e infecciones concomitantes.