Andamio biodegradable implantable ayuda a que los huesos rotos se regeneren rápidamente

En la mayoría de las fracturas óseas, la curación natural ocurre mientras el paciente lleva un yeso o una férula. Sin embargo, las fracturas graves o complejas a menudo requieren intervención quirúrgica con injertos, andamios o dispositivos de fijación metálicos para asegurar una alineación y regeneración ósea adecuadas. Estos casos resaltan la necesidad de mejores soluciones que no solo estabilicen el hueso, sino que también aceleren activamente la curación. Ahora, investigadores han desarrollado un nuevo implante biodegradable para afrontar este reto.

Investigadores de Penn State (University Park, PA, EUA) crearon CitraBoneQMg, un andamio implantable que combina magnesio y glutamina con ácido cítrico para estimular la regeneración ósea. A diferencia de los implantes tradicionales a base de ácido cítrico, este nuevo andamio aprovecha las moléculas naturales presentes en el cuerpo y los alimentos para mejorar el metabolismo energético intracelular. Los materiales actúan de manera sinérgica para regular las principales vías energéticas, AMPK y mTORC1, proporcionando a las células madre la energía necesaria para crecer y diferenciarse en hueso.

Para evaluar el dispositivo, el equipo implantó CitraBoneQMg en defectos craneales de ratas y comparó la curación ósea con la obtenida mediante andamios de solo ácido cítrico y materiales óseos tradicionales. El estudio, publicado en Science Advances, demostró que el nuevo andamio favoreció el crecimiento óseo con resultados superiores, al mismo tiempo que mantenía la seguridad y la biocompatibilidad.

Tras 12 semanas, el crecimiento óseo alrededor de la lesión aumentó un 56 % en comparación con los andamios de solo ácido cítrico y un 185 % en comparación con los materiales óseos tradicionales. Además de la regeneración ósea, los investigadores observaron reparación nerviosa y efectos antiinflamatorios en el sitio del implante. El andamio también mostró propiedades fotoluminiscentes y fotoacústicas inherentes, lo que facilitó su seguimiento in vivo mediante técnicas de imagen.

Los hallazgos sugieren que la liberación de nutrientes directamente en el sitio de la lesión a través del andamio permite que lleguen mayores concentraciones a las células óseas en comparación con los suplementos orales. Por lo tanto, el implante podría ofrecer una forma simplificada de promover la curación a largo plazo, a la vez que ofrece ventajas en la imagenología para monitorizar la recuperación del paciente. Los investigadores planean continuar perfeccionando la tecnología y explorando sus aplicaciones en un ámbito ortopédico más amplio.

“Las tres moléculas funcionan como una fórmula para la curación ósea, abriendo camino a una nueva forma de entender la reparación ósea”, dijo Su Yan, profesora asistente de investigación en Ingeniería Biomédica en Penn State y coautora corresponsal del estudio. “Además del rápido crecimiento óseo, también observamos regeneración nerviosa y propiedades antiinflamatorias en el sitio del andamiaje, dos elementos importantes para la curación ósea a largo plazo”.

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Penn State