Universidad en Siberia desarrolla huesos artificiales

Investigadores de la ciudad de Tomsk crean la biocerámica, un material que podría mejorar el tratamiento de la hernia discal. Fuente:shutterstock / legion media

Investigadores de la ciudad de Tomsk crean la biocerámica, un material que podría mejorar el tratamiento de la hernia discal. Fuente:shutterstock / legion media

El nuevo material, la biocerámica, imita la estructura ósea de los humanos. Según las estimaciones previas, estos implantes costarán aproximadamente diez veces menos que sus análogos de metal o de polímeros, puesto que requieren menos material para su fabricación.

Investigadores del laboratorio de materiales para uso médico de la Universidad Estatal de Tomsk y del laboratorio de materiales funcionales nanoestructurados del Instituto de Física de los Materiales (adscrito a la sede en Siberia de la Academia de las Ciencias rusa) han inventado una endoprótesis nanocerámica del disco intervertebral.

El logro de estos investigadores siberianos reside en la creación de un material único, una biocerámica porosa que imita la estructura ósea humana. Las endoprótesis cuentan con un recubrimiento especial bioactivo que acelera el crecimiento celular y facilita el agarre de los huesos a la cavidad del implante, lo que reduce el riesgo de rechazo en el organismo. Los investigadores tienen la intención de emplear también este material para la sustitución de pequeñas articulaciones dañadas en dedos de manos y pies, así como en la cirugía craneofacial. 

Un hueso cerámico experimental

Los investigadores de Tomsk están convencidos de que la implantación de este invento puede ayudar a millones de personas en todo el mundo. La hernia discal es una de las enfermedades más comunes del planeta. Actualmente, en medicina se utilizan principalmente implantes metálicos o de polímeros, que pueden producir inflamación o destruir el hueso. El implante de biocerámica porosa se coloca entre dos vértebras y se adhiere a estas, lo que reduce el riesgo de desarrollar complicaciones y tener que volver a operar.

Algunos socios extranjeros ya han mostrado interés por el trabajo de los investigadores rusos. La Universidad Estatal de Tomsk cuenta con un laboratorio internacional para el desarrollo de materiales de uso médico en el que trabajan expertos de Rusia, Alemania, Inglaterra, Italia, Grecia y Hungría.

Uno de los logros del laboratorio se debe a su colaboración con la Universidad de Creta (Grecia). Las investigaciones llevadas a cabo junto con los biólogos griegos han demostrado que determinados parámetros de la estructura porosa de las muestras cerámicas hacen que las células que se adhieren a su superficie empiecen a producir fosfato de calcio, un material con muchas posibilidades de convertirse en un sustituto del hueso natural.

“Este recubrimiento nos permite dotar a la cerámica de unas propiedades que le permiten adherirse al organismo sin riesgo de ser rechazado.

En el futuro, esperamos poder adaptar los implantes a las peculiaridades de cada paciente con ayuda de la elaboración de prototipos en 3D. Planeamos fabricar el primer hueso cerámico experimental personalizado para 2015”, comentó a RBTH el profesor Serguéi Kulkov, director del grupo de investigación. 

El ‘eje vital’ más barato

Ya se han fabricado los primeros prototipos y se está estudiando la respuesta biológica de las células, así como la resistencia y la elasticidad del material. En las investigaciones participan el Centro Shumakov de Investigación en Trasplantología y Órganos Artificiales, el Instituto de Traumatología y Ortopedia Novosibirsk, el Hospital Clínico de Tomsk y el Instituto de Oncología de la Academia Rusa de Medicina. El material se fabricará en la planta de tubos de vacío de Novosibirsk ‘NEVZ-Keramiks’.

“Según nuestras estimaciones, las prótesis de biocerámica porosa costarán aproximadamente diez veces menos que los análogos extranjeros existentes en el mercado gracias a que requieren menos cantidad de material por unidad. Por ejemplo, un juego de prótesis de articulaciones pequeñas costaría hoy unos 60.000 rublos (más de 1.100 dólares). Nuestro juego de biocerámica porosa costará entre 3.000 y 5.000 rublos (entre 56 y 93 dólares).

El volumen de producción en Rusia podría alcanzar los 4.000 millones de rublos, es decir, más de 74 millones de dólares”, prevé Serguéi Kulkov.

Otros investigadores independientes se muestran más prudentes ante tales previsiones. Les preocupa la calidad del diseño geométrico de los discos artificiales y se preguntan si realmente el material biocerámico no sufrirá rechazo por parte de los tejidos del organismo.

“Se trata de una importante línea de investigación que requiere financiación y el apoyo del Estado en todas sus etapas de desarrollo. No es casualidad que la columna se conozca también como el ‘eje vital’ del cuerpo, pues de ella depende la actividad de los demás órganos. Pero es necesario probar estas endoprótesis en organismos vivos para garantizar que los tejidos del cuerpo no los rechazarán”, opina Vladímir Balakirev, miembro de la Academia Rusa de las Ciencias.

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