Diseñan nuevos implantes inteligentes para tratar infecciones y tumores óseos

Investigadores del estudio
CIBER-BBN
Publicado 27/02/2017 13:24:07CET

MADRID, 27 Feb. (EUROPA PRESS) -

Investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) han diseñado y evaluado a nivel celular un nuevo material híbrido formado por una matriz mesoporosa de óxidos de silicio, calcio y fósforo para la creación de implantes inteligentes, que puede abrir la puerta a tratamientos más eficientes contra algunas infecciones y tumores óseos.

En el trabajo han participado científicos de las universidades Politécnica de Valencia (UPV) y Complutense de Madrid (UCM), y la principal novedad reside en la incorporación de puertas moleculares que permiten liberar de forma controlada antibióticos y fármacos antitumorales.

Una puerta molecular es un mecanismo cuya apertura está en función de determinados estímulos externos, en este caso en presencia de enzimas asociadas a un tumor o a una infección en los huesos, lo que permite la liberación controlada de las sustancias almacenadas dentro de los poros, como fármacos antitumorales o antibióticos.

Actualmente ya existen implantes o 'scaffolds' que permiten la liberación lenta de un medicamento, pero ésta se produce de forma automática e inespecífica.

"En este trabajo, hemos desarrollado innovadores nanodispositivos basados en puertas moleculares de adenosina trifosfato (ATP) y e-poli-l-lisina, utilizando vidrio bioactivo mesoporoso, conocido por sus amplias propiedades osteoregenerativas y osteoinductivas, como soporte inorgánico", han explicado Ramón Martínez-Máñez, director científico del CIBER-BBN, y María Vallet-Regí, directora del Grupo de Investigación de Biomateriales Inteligentes de la UCM.

Los poros de este material están cargados con el fármaco en cuestión, y la entrada de los poros estaría bloqueada por la presencia de las puertas moleculares mencionadas.

PERMITIRÁ TRATAR CON MÁS EFICACIA

Estos nanodispositivos evitarían la liberación del fármaco de forma inespecífica, y "sólo se liberaría hacia la zona afectada cuando se detectara la presencia de enzimas asociadas a la existencia de un tumor o una infección", explican ambos autores, reduciendo así el uso indiscriminado y aumentando la eficiencia de los tratamientos.

Sobre cómo funcionarían las puertas moleculares, Martínez-Máñez explica que la existencia de un tumor óseo puede llevar asociado un incremento en la expresión de fosfatasa alcalina, y es ante la presencia de esta enzima cuando las puertas se abren para liberar el fármaco en cuestión.

En el caso de infecciones en el tejido óseo, el estímulo que abre la puerta son las proteasas liberadas por las bacterias que infectan este tipo de materiales.

En los trabajos de laboratorio, los investigadores demostraron la eficacia de los nanodispositivos aplicando en concreto doxorrubicina -citotóxico ampliamente utilizado en el campo médico-para el caso de los tumores; y para las infecciones óseas un antibiótico de amplio espectro, el levofloxacino.

"Este estudio abre la posibilidad de desarrollar nuevos biomateriales para las terapias contra el cáncer de hueso e infecciones óseas. Los resultados obtenidos hasta el momento en los cultivos celulares son muy prometedores, si bien quedan muchos pasos por dar. El siguiente sería la fabricación de dispositivos tridimensionales utilizando este material, y su validación en un modelo animal", ha concluido Vallet-Regí.

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