El grupo y sus colaboradores en la Universidad de Wageningen en los Países Bajos y la Universidad Tecnológica de Varsovia, Polonia describen un material híbrido que imita fielmente la estructura de la matriz extracelular del hueso y que, por tanto, ofrece las interacciones correctas entre los constituyentes para estimular que las células se comporten de la manera necesaria para regenerar con éxito el tejido.
Imagen: Morfología de la cáscara inorgánica que queda después del tratamiento térmico de las fibras. Sólo el esqueleto inorgánico permanece con el recubrimiento bioactivo, reproduciendo su forma anterior.
«Hasta ahora, hemos estado trabajando con la tercera generación de biomateriales, que son reabsorbibles y bioactivos, pero que a menudo se biodegradan en forma no homogénea, además de tener respuestas biológicas que están lejos de ser ideales», explica Nadège Sachot , el primer autor del artículo. «Con este nuevo material estamos más cerca de la siguiente generación, materiales que imitan los tejidos naturales, que recrean la arquitectura molecular y bioquímica del entorno para envolver a las células con los estímulos adecuados para expandirse y crecer.»
Para hacer su material híbrido, el grupo utilizó fibras electrohiladas de ácido poliláctico y les recubrió con un vidrio bioactivo, orgánicamente modificado conocido como ormoglass. En comparación con las fibras sin el vidrio, el material muestra una mejor hidrofilia y propiedades mecánicas así como una mejor liberación de iones bioactivos para ayudar a la angiogénesis. Y además exhibe una rugosidad superficial que le permite una buena adhesión y propagación celular después de tan sólo un día de cultivo.
«Nuestro método de producción de estos materiales es eficiente, rentable y versátil», añade Nadège. «Además, se pueden modificar fácilmente sus propiedades superficiales cambiando la composición de ormoglass, o transferir el protocolo a otras estructuras de polímeros preparadas mediante diferentes métodos de procesamiento, por lo que una amplia gama de biomateriales con potencial para desencadenar diferentes respuestas celulares podrían ser producidos para utilizarse en diferentes aplicaciones.»
Esto ofrece la posibilidad de ampliar la aplicación del material a tejidos adicionales dependiendo de la arquitectura y la composición de este, como por ejemplo un recubrimiento angiogénico para la regeneración de los músculos, o un tubo para el reemplazo arterial.
— Artículo: Nadège Sachot, Miguel Angel Mateos-Timoneda, Josep A.Planell, Aldrik Velders, Malgorzata Lewandowska, Elisabeth Engel & Oscar Castaño (2015). Towards 4th generation biomaterials: a covalent hybrid polymer-ormoglass architecture. Nanoscale, 7, 15349-15361
