Andamios tubulares innovadores mejoran la regeneración ósea en defectos críticos del cráneo

Los defectos óseos de tamaño crítico presentan un gran desafío en el campo médico. Los tratamientos tradicionales, como los autoinjertos y aloinjertos, enfrentan limitaciones debido a la escasez de donantes, el desajuste en el tamaño de los injertos y el rechazo inmunológico, lo que dificulta su aplicación generalizada. La ingeniería de tejidos óseos, que combina células con biomateriales, ofrece una alternativa prometedora. Las células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC) han ganado atención en la regeneración ósea debido a su fácil accesibilidad y fuerte potencial para la diferenciación osteogénica. Sin embargo, la inyección directa de ADSCs resulta en una corta supervivencia, mientras que su combinación con materiales de andamio mejora considerablemente su retención y el rendimiento de la regeneración ósea in vivo. Actualmente, se utilizan técnicas como el electrohilado y la impresión 3D para crear andamios que imitan el hueso, lo que mejora significativamente la regeneración ósea. Agregar señales químicas como factores de crecimiento a las propiedades físicas de los andamios puede promover aún más la diferenciación osteogénica de las ADSC. A pesar de estos avances, persisten desafíos para replicar la estructura jerárquica del hueso. Esto subraya la necesidad de una mayor optimización en los diseños de andamios y estrategias combinadas para mejorar los resultados clínicos en la regeneración ósea.

Investigadores de la Escuela de Ingeniería Biomédica de la Universidad Sun Yat-sen (Guangzhou, China) han desarrollado innovadores andamios tubulares hechos de membranas electrohiladas que mejoran significativamente la regeneración ósea en defectos críticos del cráneo. Estos andamios, diseñados para imitar las estructuras naturales del hueso, crean un entorno óptimo para las células madre derivadas del tejido adiposo (rADSC), acelerando el proceso de curación. Al incorporar materiales avanzados como policaprolactona,  poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) y nanohidroxiapatita, los investigadores lograron resultados impresionantes tanto en estudios de laboratorio como en animales, allanando el camino para nuevos tratamientos en la reparación de defectos óseos. Este estudio representa un avance significativo en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa.

Ilustración esquemática de unidades tubulares cargadas con rADSC que promueven la regeneración ósea de defectos craneales de tamaño crítico (Foto cortesía de la Universidad Sun Yat-Sen)

Los investigadores utilizaron la tecnología de electrohilado para desarrollar estructuras tubulares nanofibrosas compuestos de nanofibras en capas múltiples que imitan eficazmente las estructuras óseas y proporcionan un microambiente ideal para las rADSCs, promoviendo la regeneración ósea. Los experimentos in vitro e in vivo demostraron que estas membranas fibrosas tienen un gran potencial para el tratamiento de defectos óseos, ofreciendo un enfoque prometedor para la regeneración ósea. Los estudios futuros deberían explorar más a fondo la fabricación de andamios de membranas fibrosas y los mecanismos mediante los cuales las MSCs cargadas mejoran la regeneración ósea.

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Universidad Sun Yat-sen