Parches biomiméticos mejoran resultados de cirugía del hombro

Investigadores de la Universidad de Washington (St. Louis, MO, EUA) desarrollaron una plataforma que consta de una estera de fibras nanoscópicas que imitan la estructura de fibras de colágeno en un tendón. La estera luego es recubierta con un gradiente continuo de hidroxiapatita) un mineral que contiene calcio y fósforo que le da fortaleza al hueso (de modo que está tenso y similar al hueso en un extremo y obediente en el otro extremo como el tendón. Finalmente, la trama es sembrada con células madre mesenquimatosas adultas, que pueden madurar en osteoblastos o fibroblastos. La hipótesis es que cuando las fibras se desintegran en el curso de unos pocos meses, el gradiente mineral promoverá la diferenciación gradual de las células madre; aquellas hacia la terminación rígida serán forzadas por la presencia de mineral a diferenciarse en osteoclastos, mientras que las células madre en el extremo del tendón, rodeadas por fibras alineadas, no mineralizadas, formarán fibroblastos.

Para ayudar al proceso, se libera factor de crecimiento transformante beta 3 (TGF-β3) de una manera controlada usando un sistema de aplicación basado en heparina/fibrina (HBDS). El tratamiento TGF-β3 aceleró el proceso de curación en un modelo in-vivo de rata, con aumentos en la inflamación, celularidad, vascularidad, y proliferación celular en puntos de tiempo tempranos. Además, la aplicación sostenida de TGF-β3 para la curación de la inserción tendón-a-hueso llevó a mejoramientos significativos en propiedades estructurales a los 28 días, y en propiedades del material a los 56 días cuando se comparó con los controles. Los estudios fueron publicados en la edición del 11 de Enero de 2011 de la revista Journal of Orthopedic Research y la edición del 7 de febrero de 2011 de Small.

"Colocar un material obediente como el tendón a un material rígido como el hueso es un desafío fundamental de ingeniería. Pronto después del nacimiento, el hueso empieza a mineralizarse y se forma un gradiente lineal entre el hueso y el tendón que lentamente vuelve rígido el material y lo cambia de hueso duro a tendón maleable", dijo el autor principal Stavros Thomopoulos, PhD, un profesor asociado de cirugía ortopédica. "Este tejido transicional urgente no es recreado después de la lesión. Si usted se cae de una escalera y se desgarra el manguito rotador, aún si los cirujanos van y ponen el tendón de nuevo en el hueso, está poniendo el tendón exactamente contra el hueso. No tiene la interfaz gradual. Biológicamente, no se reforma".

"Se han ensayado unas pocas tramas para la reparación del manguito rotador en humanos, con solo éxito limitado", añadió el Dr. Thomopoulos. "Esos parches son materiales muy obedientes, aún comparados con el tendón. La esperanza es que estimularán una mejor respuesta curativa, pero no ha sucedido todavía. Nuestro enfoque de andamio es imitar el tejido natural aumentando gradualmente la rigidez del tendón al hueso".


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Washington University