{"id":122607,"date":"2024-12-19T15:35:44","date_gmt":"2024-12-19T14:35:44","guid":{"rendered":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/?p=122607"},"modified":"2024-12-19T16:02:05","modified_gmt":"2024-12-19T15:02:05","slug":"innovative-3d-printed-scaffolds-offer-new-hope-for-bone-healing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/innovadores-andamios-impresos-en-3d-ofrecen-una-nueva-esperanza-para-la-curacion-osea","title":{"rendered":"Innovadores andamios impresos en 3D ofrecen una nueva esperanza para la curaci\u00f3n \u00f3sea"},"content":{"rendered":"\n

Los defectos \u00f3seos cr\u00edticos causados por traumatismos, extirpaciones tumorales o enfermedades cong\u00e9nitas representan un gran desaf\u00edo m\u00e9dico, ya que las tasas de fracaso en los injertos \u00f3seos son altas debido a la insuficiencia en el suministro sangu\u00edneo necesario para su integraci\u00f3n y regeneraci\u00f3n. Para abordar este problema, investigadores del Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a han desarrollado nuevos andamios impresos en 3D hechos de \u00e1cido polil\u00e1ctico y fosfato de calcio. Estos innovadores andamios promueven la formaci\u00f3n de vasos sangu\u00edneos, lo que garantiza una mejor cicatrizaci\u00f3n y regeneraci\u00f3n del tejido \u00f3seo.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Elisabeth Engel (izquierda) y \u00d3scar Casta\u00f1o (derecha) en los laboratorios del IBEC.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

El hueso es un tejido altamente vascularizado, y la relaci\u00f3n entre la angiog\u00e9nesis -formaci\u00f3n de vasos sangu\u00edneos- y la cicatrizaci\u00f3n \u00f3sea ha sido discutida durante mucho tiempo por la comunidad cient\u00edfica, con varios estudios que describen el deterioro de la cicatrizaci\u00f3n \u00f3sea debido a la falta o disminuci\u00f3n de la angiog\u00e9nesis. Los enfoques tradicionales, como el uso de injertos, a menudo resultan en complicaciones debido a un suministro vascular inadecuado a los implantes, lo que conduce a una integraci\u00f3n deficiente y a la formaci\u00f3n de tejido necr\u00f3tico.<\/p>\n\n\n\n

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Este innovador m\u00e9todo permite crear andamios personalizables que imitan la estructura del hueso natural, esencial para potenciar la infiltraci\u00f3n celular y el intercambio de nutrientes durante el proceso de cicatrizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Celia Ximenes-Carballo<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Para hacer frente a este problema, investigadores del IBEC liderados por \u00d3scar Casta\u00f1o, investigador principal del  grupo de Biomateriales para Terapias Regenerativas<\/a>, desarrollaron un enfoque novedoso, publicado recientemente en la revista Biomaterials Advances<\/a>. Aplicaron la t\u00e9cnica de bioimpresi\u00f3n 3D para desarrollar andamios de estructura v\u00edtrea a base de \u00e1cido polil\u00e1ctico y fosfato de calcio que favorecen la angiog\u00e9nesis y la maduraci\u00f3n de los vasos sangu\u00edneos.<\/p>\n\n\n\n

El hueso se compone tanto de una parte org\u00e1nica no mineralizada (principalmente col\u00e1geno) como de una parte inorg\u00e1nica mineralizada (principalmente hidroxiapatita). En esta estructura, la porosidad 3D es necesaria para asegurar el transporte de nutrientes y ox\u00edgeno, as\u00ed como para permitir la vascularizaci\u00f3n, la infiltraci\u00f3n celular y la eliminaci\u00f3n de desechos. El enfoque de los investigadores se bas\u00f3 en el uso de andamios de estructura v\u00edtrea a base de fosfato de calcio (CaP) para mejorar las propiedades del \u00e1cido polil\u00e1ctico (PLA) y obtener un material que cumpla con las necesidades qu\u00edmicas, mec\u00e1nicas y biol\u00f3gicas del tejido \u00f3seo.<\/p>\n\n\n\n

Los nuevos andamios PLA-CaP permiten una adecuada vascularizaci\u00f3n, que no solo cicatriza el tejido, sino que tambi\u00e9n permite una regeneraci\u00f3n eficiente, lo que se traduce en la reducci\u00f3n o eliminaci\u00f3n de da\u00f1os en el hueso. Para crear estos andamios, los investigadores emplearon la impresi\u00f3n 3D para lograr un control preciso sobre la geometr\u00eda del andamio, la porosidad y las caracter\u00edsticas de la superficie. \u00abEste innovador m\u00e9todo permite crear andamios personalizables que imitan la estructura del hueso natural, esencial para potenciar la infiltraci\u00f3n celular y el intercambio de nutrientes durante el proceso de cicatrizaci\u00f3n\u00bb, explica Celia Ximenes-Carballo, primera autora del estudio.<\/a><\/p>\n\n\n

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La tinci\u00f3n con rojo de alizarina, que resalta los sitios de mineralizaci\u00f3n en un andamio PLAG5*20%, evidencia la macroporosidad tridimensional y su capacidad para mejorar la osteog\u00e9nesis.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Las pruebas realizadas in vitro<\/em> revelaron que los andamios impresos en 3D favorecieron la proliferaci\u00f3n de c\u00e9lulas madre mesenquimales humanas y estimularon la secreci\u00f3n del factor de crecimiento endotelial vascular, un factor cr\u00edtico que promueve la formaci\u00f3n de vasos sangu\u00edneos. Adem\u00e1s, los andamios mantuvieron la liberaci\u00f3n de iones de calcio a niveles fisiol\u00f3gicos, otro elemento vital para estimular la vascularizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Por otro lado, las pruebas subcut\u00e1neas in vivo<\/em> en un modelo de rat\u00f3n tambi\u00e9n mostraron resultados prometedores. Tan solo una semana despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n, los andamios mostraron una buena integraci\u00f3n y una notable infiltraci\u00f3n de vasos sangu\u00edneos. Los andamios PLA-CaP fueron particularmente efectivos, mostrando una mayor maduraci\u00f3n de los vasos despu\u00e9s de cuatro semanas sin signos de regresi\u00f3n vascular. El an\u00e1lisis de los vasos sangu\u00edneos revel\u00f3 que las paredes eran inicialmente delgadas, pero se volvieron m\u00e1s gruesas y estables con el tiempo. Esta progresi\u00f3n indica que los andamios no solo ofrecen un apoyo inicial para el crecimiento de los vasos sangu\u00edneos, sino que tambi\u00e9n fomentan un entorno propicio para una vascularizaci\u00f3n duradera, esencial para la regeneraci\u00f3n \u00f3sea.<\/p>\n\n\n\n

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\u201cCreemos que nuestros andamios impresos en 3D podr\u00edan revolucionar la forma en que abordamos la regeneraci\u00f3n \u00f3sea. Al mejorar la vascularizaci\u00f3n, podemos mejorar significativamente los resultados de curaci\u00f3n y reducir las posibilidades de complicaciones asociadas con los m\u00e9todos de injerto tradicionales\u201d<\/em><\/p>\n\n\n\n

Oscar Casta\u00f1o, investigador senior del IBEC.<\/em><\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

El desarrollo de estos andamios avanzados pone de manifiesto los efectos sin\u00e9rgicos de combinar la tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 3D con materiales bioactivos como las part\u00edculas liberadoras de calcio. La arquitectura de los andamios PLA-CaP no solo facilita una mejor vascularizaci\u00f3n, sino que tambi\u00e9n apoya la osteog\u00e9nesis, abriendo el camino para estrategias de curaci\u00f3n \u00f3sea m\u00e1s efectivas con el potencial de reducir las tasas de fracaso de los injertos.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Art\u00edculo referenciado:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Celia Ximenes-Carballo, Sergi Rey-Vi\u00f1olas, Barbara Blanco-Fernandez, Soledad P\u00e9rez-Amodio, Elisabeth Engel, Oscar Casta\u00f1o. Combining three-dimensionality and CaP glass-PLA composites: Towards an efficient vascularization in bone tissue healing.<\/strong> Biomaterials Advances<\/em>, 164 (2024) 213985. DOI: 10.1016\/j.bioadv.2024.213985<\/a><\/p>\n\n\n\n

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