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Domingo, 7 abril 2013
Ciencia de los Materiales

El biovidrio como soporte de la regeneración ósea

Jose Ramon Sarasua y Aitor Larrañaga, investigadores del área de Ingeniería de Materiales de la UPV/EHU (España), estudian nuevos materiales e implantes que pueden resultar de interés en medicina y, particularmente, en la regeneración ósea. Han estudiado, concretamente, el efecto del biovidrio en la degradación térmica de los polímeros utilizados actualmente en la medicina. Los resultados han sido publicados en la revista Polymer Degradation and Stability.

Los huesos pueden regenerarse por sí mismos si sufren pequeños daños. Sin embargo, a partir de ciertas dimensiones de daño óseo, la propia capacidad de regeneración no es suficiente. Cuando las fracturas son demasiado grandes, es necesario que los huesos reciban ayuda. En la actualidad, se siguen introduciendo clavos o piezas de metal, en muchos casos, como apoyo a la reparación de las fracturas, lo que implica, una vez recompuesto el hueso una segunda intervención para retirar la pieza. El objetivo de los nuevos materiales o implantes es, entre otras cosas, evitar la segunda intervención.

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Los materiales o implantes de interés para la medicina deben cumplir determinados requisitos antes de ser usados con fines terapéuticos. Uno de ellos es que sean biocompatibles, es decir, no deben dañar las células ni el organismo. Es asimismo interesante que sean biodegradables, ya que así el organismo los convertirá fácilmente en productos metabólicos no tóxicos. Hay otros factores a tener en cuenta: por ejemplo, la robustez mecánica y la sencillez del proceso de producción.

A la vista de todo ello, los investigadores de la UPV/EHU sintetizan y conforman implantes a medida. El componente principal de los implantes es, por regla general, un polímero biodegradable, que irá desapareciendo a medida que el hueso vaya recuperando su ubicación natural. Como el polímero es demasiado blando, en este trabajo se le ha añadido biovidrio, un agente bioactivo que favorece la regeneración ósea, además de dotar al polímero de propiedades mecánicas resistentes, por lo que el sistema composite polímero biodegradable / biovidrio es más rígido y resistente que el simple polímero.

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Estos sistemas de composite pueden fabricarse mediante procesos termoplásticos mediante calor, y, por tanto, es importante analizar la respuesta de los materiales al calor. En el presente trabajo, se ha observado que los sistemas de composite polímero biodegradable / biovidrio presentan una estabilidad térmica más baja en comparación con los que no usan el biovidrio. Ello es debido a que se produce una reacción entre los iones de óxido de silicio del biovidrio y los grupos carbonilo presentes en la estructura de los polímeros, que provoca la degradación del material, perjudicando a las propiedades del producto final, y favoreciendo, además, que la colocación del implante provoque en el organismo la formación de  subproductos potencialmente perjudiciales para las células. Este hecho supondría grandes limitaciones para la aplicación del sistema en la medicina. Por tanto, los investigadores de la UPV/EHU están realizando diferentes investigaciones dirigidos a mejorar la estabilidad térmica de dichos sistemas, una de los cuales se ha publicado ahora en la revista Polymer Degradation and Stability. En este caso, proponen realizar una alteración química superficial del biovidrio mediante plasma. Así, formando capas de protección para las partículas de biovidrio, se evita su reacción con el polímero, y no se perjudica al producto final.

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De esta manera, "estos composites basados en polímeros biodegradables son una alternativa de gran futuro para la recomposición de fracturas óseas o la regeneración de huesos dañados”, afirma el profesor Sarasua. Al sustituir provisionalmente el hueso y estimular posteriormente su regeneración, el material implantado va despareciendo paulatinamente a medida que el hueso va recuperando su posición natural. Así, “en la actualidad, en grandes fracturas óseas que superan un tamaño crítico, se evitan las segundas operaciones necesarias para retirar los clavos y las piezas colocadas para sujetar los huesos, con todas las ventajas que ello conlleva”, añade. (Fuente: UPV/EHU)



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