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Miércoles, 8 enero 2014
Ciencia de los Materiales

Cartílago semiartificial para trasplantes en articulaciones

El cartílago articular es el tejido ubicado en los extremos de los huesos donde estos se unen a las articulaciones del cuerpo, entre las que figuran por ejemplo rodillas, hombros y caderas. Este tejido puede erosionarse con el paso del tiempo, o ser dañado por lesiones o por un uso excesivo, causando dolor y dificultades para moverse. Reemplazar el tejido dañado por otro igual pero en buen estado podría traer alivio a millones de personas, pero lograr un reemplazo que posea las mismas cualidades que el tejido original es más difícil de lo que pueda parecer.

En el año 2007, el equipo de Farshid Guilak, profesor de cirugía ortopédica e ingeniería biomédica en la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, desarrolló un "andamio" tridimensional en el que las células madre pueden ser inyectadas y crecer formando tejido de cartílago. Construida de fibras minúsculas entrelazadas, cada una de las siete capas del andamio es tan fina como el grosor de un cabello humano. El dispositivo completo mide aproximadamente 1 milímetro de espesor.

Desde entonces, el reto ha sido el desarrollo de un medio adecuado para llenar los espacios vacíos del andamio, uno que pueda soportar la compresión, proporcionar una superficie lubricante y apoyar el crecimiento de células madre en el andamio. Algunos materiales, lo bastante flexibles para igualar en esa cualidad al cartílago, resultaron demasiado blandos y frágiles para soportar la carga. Otros, más fuertes, no resultaron ser lo suficientemente blandos y flexibles.

[Img #17584]
En este punto del trabajo de Investigación y desarrollo, se sumó al proyecto Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de materiales, quien propuso el uso de hidrogeles (geles de polímero a base de agua) duraderos.

El hidrogel escogido para el cartílago semiartificial es extremadamente resistente, flexible, modelable y lubricante. Tiene todas las propiedades mecánicas del cartílago nativo y puede soportar sin fracturarse los efectos comúnmente asociados al desgaste paulatino.

Zhao y Guilak comenzaron a trabajar juntos para integrar el hidrogel en el tejido del andamio.

En sus experimentos, los investigadores compararon el material compuesto resultante con otras combinaciones del andamio de Guilak con hidrogeles previamente estudiados.

Las pruebas han demostrado que el invento de Zhao es el más resistente y el que tiene un coeficiente más bajo de fricción.

El siguiente paso del equipo será con toda probabilidad implantar pequeñas porciones de cartílago semiartificial en modelos animales y ver si los resultados son tan buenos como prometen ser.

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