Material de 'nanohueso' activa señales naturales de reparación para regenerar hueso

El labio leporino y el paladar hendido es un defecto congénito que afecta a aproximadamente 1 de cada 700 niños y ocurre cuando partes del labio superior o del paladar no se fusionan completamente durante el embarazo. Reparar el espacio resultante en el hueso de la mandíbula a menudo requiere un injerto óseo invasivo entre los 10 y 12 años de edad, con efectos duraderos en el habla y la confianza en sí mismos. Durante décadas, los cirujanos han tenido pocas alternativas.

Para ayudar a abordar este desafío, investigadores de la Universidad de Sydney han desarrollado un material biodegradable de “nanohueso” diseñado para estimular al organismo a regenerar hueso.

El nanohueso biodegradable es un nanomaterial de aluminosilicato de calcio creado en la Facultad de Odontología de la Universidad de Sydney con contribuciones del Centro Charles Perkins y Sydney Nano, en colaboración con la Universidad de Queensland. El estudio se publicó en ACS Nano. El enfoque tiene como objetivo ofrecer en el futuro una alternativa a los injertos, que han cambiado poco en más de 50 años y a menudo requieren la obtención de hueso autólogo.

El material está diseñado para enseñar al organismo a curarse a sí mismo. En lugar de suministrar factores de crecimiento manufacturados, activa el factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF‑β1) latente que ya está presente en el tejido. Esta activación recluta células madre formadoras de hueso hacia el defecto y favorece su maduración en células productoras de hueso. El nanomaterial también promueve una rápida coagulación sanguínea en unos 30 segundos, lo que ayuda a estabilizar la zona en la fase más temprana de la reparación.

En un modelo óseo preclínico, el nanohueso generó aproximadamente un 80 % más de hueso nuevo que un control del material después de ocho semanas. También aumentó la activación de un factor de crecimiento clave para la reparación ósea hasta aproximadamente 10 veces el nivel logrado con los métodos convencionales. Los autores señalan que cada año se realizan en todo el mundo más de cuatro millones de procedimientos de reparación ósea, lo que subraya la magnitud de la necesidad clínica.

Según los investigadores, esta es la primera demostración de una única plataforma de nanomaterial que combina hemostasia rápida, activación de señales de crecimiento endógenas, reclutamiento de células madre y regeneración ósea mejorada.

Aunque se requieren más pruebas antes de los ensayos en humanos, las posibles aplicaciones podrían extenderse más allá del labio leporino y el paladar hendido a lesiones traumáticas, pérdida de dientes y otros defectos difíciles de reparar. El equipo también está explorando la integración con andamios personalizados impresos en 3D adaptados a la anatomía de cada paciente.

“El material activa señales de reparación latentes en el cuerpo, desencadenando una cascada de procesos de curación que atraen células madre formadoras de hueso y estimulan el crecimiento de hueso nuevo”, el profesor asociado Chun Xu, becario Sydney Horizon en la Facultad de Medicina y Salud.

“Cada paciente es diferente y cada defecto óseo es diferente. En el futuro, esperamos combinar estos materiales con tecnologías avanzadas de impresión 3D para que los tratamientos puedan adaptarse a las necesidades específicas de cada paciente”, añadió el profesor Xu.

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Facultad de Odontología de la Universidad de Sydney