{"id":5110,"date":"2021-07-06T14:05:10","date_gmt":"2021-07-06T14:05:10","guid":{"rendered":"https:\/\/transferencia.tec.mx\/?p=5110"},"modified":"2023-09-10T12:12:03","modified_gmt":"2023-09-10T12:12:03","slug":"materiales-nanocompuestos-para-regenerar-los-huesos","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/materiales-nanocompuestos-para-regenerar-los-huesos\/","title":{"rendered":"Materiales nanocompuestos para regenerar los huesos"},"content":{"rendered":"

Por Arturo E. Aguilar<\/strong><\/p>\n

La investigaci\u00f3n sobre materiales nanocompuestos puede lograr que nuevas terapias emerjan, esto a trav\u00e9s de la combinaci\u00f3n de nano y micropart\u00edculas con potencial de liberaci\u00f3n de f\u00e1rmacos. Alrededor del planeta, distintos grupos de investigaci\u00f3n concentran sus esfuerzos para desarrollar nuevos materiales a partir de la integraci\u00f3n de componentes org\u00e1nicos e inorg\u00e1nicos, con la finalidad de conferir propiedades mejoradas al material compuesto resultante y usarlo en diversas aplicaciones biom\u00e9dicas.<\/p>\n

El Bioglass<\/em>, un material cer\u00e1mico usado en aplicaciones dentales, ha sido recientemente procesado para crear nanopart\u00edculas con el objetivo de administrarlas con mayor eficiencia y aprovechar sus interesantes propiedades, como ser promotor de la formaci\u00f3n de hidroxiapatita.<\/p>\n

Sin embargo, algunas veces la interacci\u00f3n entre las c\u00e9lulas y las nanopart\u00edculas hechas de este material pueden resultar en efectos secundarios inesperados, esto debido a diferentes factores. Uno de ellos es el da\u00f1o a la membrana celular debido a la exposici\u00f3n repentina a altas concentraciones de nanopart\u00edculas, m\u00e1s a\u00fan si el material del cual est\u00e1n hechos tiene una baja biodegradabilidad, como la mayor\u00eda de los materiales cer\u00e1micos.<\/p>\n

Una interesante aproximaci\u00f3n para mediar estos efectos secundarios es la combinaci\u00f3n de biomateriales previamente investigados, como los biopol\u00edmeros, los cuales, debido a su alta biocompatibilidad y biodegradabilidad, han sido usados previamente como micro y portadores de f\u00e1rmacos.<\/p>\n

Por otra parte, una reciente tendencia en retomar el uso de extractos naturales (phytoterapeutics<\/em>) para el desarrollo de tratamientos se ha incrementado a\u00f1o con a\u00f1o en distintos grupos de investigaci\u00f3n alrededor del mundo. En este campo, la curcumina ha atra\u00eddo la atenci\u00f3n de la comunidad cient\u00edfica debido a las propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y curativas que han sido observadas en distintos estudios.<\/p>\n

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Figura 1. Formaci\u00f3n de microesferas nano-compuestas.<\/figcaption><\/figure>\n

Formaci\u00f3n de tejido \u00f3seo<\/h2>\n

A trav\u00e9s de la combinaci\u00f3n de biopol\u00edmeros y extractos naturales es posible crear interfaces adecuadas para el Bioglass,<\/em> y de esta manera tambi\u00e9n aprovechar las ventajas de las propiedades inherentes a cada material. La combinaci\u00f3n y coexistencia estable de diferentes materiales en uno nuevo, con el prop\u00f3sito de mejorar las propiedades de cada material por separado es, de forma general, lo que se conoce como material compuesto o composite (Fig. 1)<\/em>.<\/p>\n

Una propiedad particular del Bioglass<\/em> es que al interactuar con medios org\u00e1nicos acuosos induce actividad qu\u00edmica en forma de liberaci\u00f3n de iones, esto es mejor conocido como bioactividad, lo que resulta en la formaci\u00f3n de hidroxiapatita en la superficie de dispositivos hechos a base de Bioglass<\/em>. Como es sabido, la hidroxiapatita es un promotor activo para la osteog\u00e9nesis, en otras palabras, ayuda a la formaci\u00f3n de tejido \u00f3seo.<\/p>\n

En este contexto, la integraci\u00f3n de nanopart\u00edculas de Bioglass<\/em> dentro de microesferas de PHA, el cual es un biopol\u00edmero ampliamente estudiado, y adicionalmente cargadas con curcumina, es un buen enfoque para brindar una interfaz para el Bioglass<\/em>. De esta manera se puede controlar la interacci\u00f3n de estas nanopart\u00edculas con las c\u00e9lulas y as\u00ed reducir los posibles efectos secundarios de este material.<\/p>\n

Las microesferas nano-compuestas resultantes tendr\u00e1n la combinaci\u00f3n del efecto bioactivo, el cual promueve la formaci\u00f3n de tejido \u00f3seo, y al estar inmersas en una matriz de PHA la interacci\u00f3n con c\u00e9lulas ser\u00eda a nivel de contacto o adhesi\u00f3n. Adem\u00e1s, las microesferas nano-compuestas liberar\u00e1n curcumina gradualmente lo cual ayudar\u00e1 a mejorar la biocompatibilidad del dispositivo en su conjunto.<\/p>\n

Estos dispositivos nanocompuestos podr\u00edan ser usados en el dise\u00f1o de nuevas terapias para el tratamiento de enfermedades osteo-degenerativas como la osteoporosis, adem\u00e1s de que podr\u00edan ser usadas en diferentes aplicaciones biom\u00e9dicas como recubrimientos para implantes ortop\u00e9dicos o ser administradas despu\u00e9s de procedimientos quir\u00fargicos en hueso y as\u00ed promover la r\u00e1pida curaci\u00f3n del tejido \u00f3seo circundante (Fig. 2).<\/p>\n

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Figura 2. Aplicaci\u00f3n de microesferas nano-compuestas para la regeneraci\u00f3n de tejido \u00f3seo.<\/figcaption><\/figure>\n

En el futuro, estos dispositivos tambi\u00e9n podr\u00edan liberar diferentes f\u00e1rmacos para promover la formaci\u00f3n de distintos tipos de tejido dentro del organismo. Este y otros enfoques son los que tenemos en desarrollo actualmente.<\/p>\n

El autor<\/h2>\n

Arturo El\u00edas Aguilar Rabiela<\/strong> es Ingeniero en Bi\u00f3nica por el IPN y Doctor en Ciencias de la Ingenier\u00eda (DCI) por el Tecnol\u00f3gico de Monterrey, Campus Estado de M\u00e9xico. Es profesor del Departamento de Ciencias de PrepaTec. Es investigador asociado en el Centro de Investigaci\u00f3n Europeo FunGlass<\/em> (por sus siglas en ingl\u00e9s).\u00a0\u00a0arturo.e.aguilar@tec.mx<\/a><\/p>\n

\u00bfQuieres saber m\u00e1s?<\/h2>\n