Hidrogel adhesivo inyectable utiliza luz visible inofensiva para la regeneración ósea

Los tratamientos tradicionales suelen incluir injertos óseos combinados con suero o bioadhesivos para rellenar el defecto. Sin embargo, los hidrogeles inyectables actuales se enfrentan a varios retos, como la dificultad para mantener su forma dentro del cuerpo y la insuficiente fuerza adhesiva. Además, los métodos convencionales que utilizan injertos óseos y materiales adhesivos a menudo no consiguen tanto la "regeneración ósea" como la "adhesión" de forma simultánea.

Un nuevo estudio ha llevado al desarrollo de un innovador hidrogel adhesivo inyectable diseñado para la regeneración ósea, que utiliza luz visible inofensiva para facilitar tanto la reticulación como la mineralización, sin necesidad de injertos óseos. Este nuevo sistema de hidrogel, desarrollado por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH, Gyeong Buk, Corea), utiliza luz visible (segura para los tejidos humanos) para desencadenar la reticulación, un proceso en el que los componentes del hidrogel se unen y se endurecen. Simultáneamente, el sistema fomenta la formación de minerales constructores de hueso como el calcio y el fosfato dentro del hidrogel, potenciando la mineralización.

Si bien las investigaciones anteriores exploraron métodos basados en la luz para aplicaciones similares, surgieron desafíos, incluida la necesidad de preparar y mezclar por separado los injertos óseos y los materiales adhesivos, así como la unión débil de los componentes, lo que provocó la degradación con el tiempo. El precursor de hidrogel recientemente desarrollado está hecho de alginato (un polisacárido natural derivado de las algas pardas), proteína adhesiva de mejillón que contiene péptidos RGD, iones de calcio, fosfonodioles y un fotoiniciador.

La fórmula a base de coacervados, que es inmiscible en agua, asegura que el hidrogel mantenga su forma y posición tras ser inyectado en el cuerpo. Al exponerse a la luz visible, el hidrogel experimenta una reticulación, y se forma simultáneamente fosfato de calcio amorfo, un material que funciona como injerto óseo. Este proceso elimina la necesidad de injertos óseos o adhesivos separados, lo que permite que el hidrogel proporcione tanto regeneración ósea como adhesión. En experimentos con modelos animales que tenían defectos en los huesos femorales, el hidrogel fue inyectado con éxito, se adhirió de manera segura y entregó efectivamente los componentes necesarios para la regeneración ósea. Estos hallazgos se publicaron en la revista Biomaterials, marcando un avance significativo en el campo.

"El sistema de hidrogel inyectable para la regeneración ósea desarrollado por nuestro equipo de investigación representa una alternativa innovadora a los tratamientos complejos convencionales para enfermedades óseas y hará avanzar enormemente la tecnología de regeneración del tejido óseo", afirmó el profesor Hyung Joon Cha de POSTECH, quien dirigió el equipo de investigación.