Los huesos se autorreparan con flexoelectricidad

Los huesos se autorreparan con flexoelectricidad
ICN2
Actualizado 19/01/2018 14:23:02 CET

Estudian si podría mejorar la integración de prótesis en huesos

BARCELONA, 19 Ene. (EUROPA PRESS) -

Investigadores del Institut Català de Nanocència i Nanotecnologia (ICN2) de Barcelona han descrito cuestiones que estaban sin resolver del proceso de autorreparación de los huesos en microfracturas, y han descubierto que al recibir presión y doblarse a nanoescala --como se produce al hacer ejercicio--, su componente mineral genera impulsos eléctricos (flexoelectricidad) que estimulan y guían las células que reparan.

Lo han explicado en rueda de prensa este viernes el profesor ICREA responsable del grupo de Nanofísica de Óxidos del ICN2, Gustau Catalan --último firmante del estudio--, y el investigador predoctoral Fabián Vázquez-Sancho, del mismo grupo y primer firmante del artículo, que han destacado que el descubrimiento tiene implicaciones médicas potenciales.

La flexoelectricidad es una propiedad de algunos materiales que generan un pequeño voltaje cuando se les aplica una presión en un punto, y si bien se creía anteriormente que se producía en los huesos por el colágeno, los científicos han detectado que es la parte mineral de los huesos la que lo produce en mayor medida, la cerámica, como han publicado en la revista 'Advanced Materials'.

"Nos preguntamos cómo sabían las células que había un problema, y lo que hemos descubierto es que la flexoelectricidad es el señal de alarma que las guía", ha relatado Catalan.

Las células "detectan el olor de otras muertas" para saber dónde reparar, ha explicado Vázquez, y han descubierto que la muerte de las células cercanas a la fractura se produce con la flexoelectricidad --anteriormente se conocía que se morían, pero no el porqué--.

Lo han comprobado en huesos de vaca y cerdo, confirmando esta capacidad que abre la puerta a aplicaciones terapéuticas en el desarrollo de materiales autorreparables y en la industria de las prótesis: por ejemplo, se podría mejorar su integración en el hueso al hacerlas de materiales que reproduzcan o amplifiquen el efecto flexoeléctrico y guíen la reparación, por ejemplo cerámicos, en lugar de metal, han augurado.

DE LA CURIOSIDAD A UNA PRÓTESIS

Una investigadora postdoctoral trabajará durante dos años en desarrollar un simulacro de prótesis, un prototipo, gracias a una beca europea Marie Curie que han logrado, y posteriormente debería pasarse la pelota a un hospital para que compruebe su efectividad y la mejore, y a la vez prevén crear colaboraciones para buscar otras aplicaciones médicas.

Catalan ha reivindicado la importancia de la investigación base: "Todo empezó con una curiosidad científica", y la parte actual de ciencia aplicada en la medicina no existiría sin la ciencia básica, ha reivindicado Catalan, que ha destacado cómo iniciaron la investigación en física de materiales minerales, para avanzar después en biominerales.

EJERCICIO Y DESCANSO

Estas microfracturas se generan en los huesos --en mayor medida en los atletas de alto nivel-- y éstos se regeneran al ejercitarse con este proceso de autorreparación, y Catalan ha destacado que para que se dé, es necesario un equilibrio entre el reposo y el ejercicio: "Si estás constantemente generando flexoelectricidad, electrocutas las células", y es necesario reposo para que hagan efecto.

El ICN2 es uno de los siete centros del Barcelona Institute of Science and Technology (Bist), y el director del Bist, Gabriel Silberman, ha puesto en valor que se trata del tipo de resultados con base científica sólida que tienen importancia a nivel mundial, alabando el estudio, que recibió financiación de becas European RC.