Científicos de la ETH Zúrich han inventado un implante de hidrogel que imita el proceso natural de curación ósea del cuerpo. Compuesto principalmente de agua, el material puede moldearse con precisión utilizando láseres para crear estructuras detalladas que se asemejan al tejido óseo. Esta innovación busca ofrecer una alternativa mejor a los injertos tradicionales y los implantes metálicos.
Cuando los huesos sufren fracturas graves o requieren la extirpación de tumores, los cirujanos suelen utilizar autogréficos del propio cuerpo del paciente o implantes rígidos de metal y cerámica. Los autogréficos requieren cirugía adicional, prolongando la recuperación y los riesgos, mientras que los implantes metálicos, al ser más rígidos que el hueso natural, pueden aflojarse con el tiempo. nnPara abordar estos problemas, Xiao-Hua Qin, profesor de Ingeniería de Biomateriales en la ETH Zúrich, y su equipo, incluyendo al profesor de la ETH Ralph Müller, han desarrollado un hidrogel que integra la biología en el proceso de reparación. «Para una curación adecuada, es vital que la biología se incorpore al proceso de reparación», declaró Qin. nnEl hidrogel, que es un 97 por ciento agua y un 3 por ciento polímero biocompatible, replica la etapa inicial blanda y permeable de la curación ósea después de la lesión. Forma un andamio temporal similar al hematoma que permite la entrada de células inmunes y de reparación y la entrega de nutrientes, transformándose eventualmente en hueso sólido. nnDos moléculas especializadas permiten el control: una une las cadenas de polímero, y la otra solidifica el material al exponerlo a la luz. Wanwan Qiu, una antigua estudiante doctoral, diseñó la molécula de unión, señalando: «Permite el estructurado rápido de hidrogeles en el rango submicrométrico». nnUtilizando pulsos de láser, el equipo imprime estructuras tan finas como 500 nanómetros a velocidades de hasta 400 milímetros por segundo, un récord mundial. Han recreado la red trabecular del hueso y túneles a nanoescala, con un hueso del tamaño de un dado que contiene 74 kilómetros de tales canales. nnPruebas de laboratorio demuestran biocompatibilidad, ya que las células formadoras de hueso infiltran fácilmente el hidrogel y producen colágeno. El material base está patentado, y los investigadores planean estudios en animales con el AO Research Institute Davos para evaluar el rendimiento in vivo. El trabajo aparece en Advanced Materials.
