Investigadores cultivan una mandíbula en las costillas

laboratorio
WIKIMEDIA COMMONS - Archivo
Publicado 21/03/2019 7:25:34CET

MADRID, 21 Mar. (EUROPA PRESS) -

La mandíbula no está típicamente conectada al hueso de la costilla, pero podría estarlo en el caso de una emergencia. Bioingenieros de la Universidad de Rice, en Estados Unidos, y sus colegas han desarrollado una técnica para cultivar huesos vivos para reparar lesiones craneofaciales mediante la colocación de un biorreactor impreso en 3D, básicamente, un molde, en una costilla. Las células madre y los vasos sanguíneos de la costilla infiltran el material del andamio en el molde y lo reemplazan con hueso natural adaptado al paciente.

Investigadores de Rice, el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston (UTHealth), Estados Unidos, y el Colegio de Medicina Baylor, en Estados Unidos, lideraron el estudio, y los resultados se publican en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.

Dirigidos por el bioingeniero Antonios Mikos, pionero en el campo de la ingeniería de tejidos, los científicos combinaron tecnologías que han desarrollado durante un programa de una década financiado por el Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas. El objetivo es avanzar en la reconstrucción craneofacial aprovechando los poderes curativos naturales del cuerpo. Se está desarrollando esta técnica para reemplazar las actuales técnicas de reconstrucción que utilizan tejidos de injerto óseo extraídos de diferentes áreas de un paciente, como la parte inferior de la pierna, la cadera y el hombro.

"Una innovación importante de este trabajo es aprovechar un biorreactor impreso en 3D para formar hueso crecido en otra parte del cuerpo, mientras que preparamos el defecto para aceptar el tejido recién generado", dice Mikos, profesor de Bioingeniería y Químico e Ingeniero Biomolecular en Rice y miembro de la Academia Nacional de Ingeniería y la Academia Nacional de Medicina.

EMPLEO DE FUENTES NO AUTÓGENAS

"Los estudios anteriores establecieron una técnica para crear injertos óseos con o sin su propio suministro de sangre de hueso real implantado en la cavidad torácica --dice el coautor Mark Wong, profesor, presidente y director del programa del Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial de la Escuela de Odontología de UTHealth--. Este estudio demostró que podríamos crear injertos óseos viables a partir de materiales sustitutos óseos artificiales". "La ventaja significativa de este enfoque es que no es necesario extraer el propio hueso de un paciente para hacer un injerto óseo, sino que se pueden usar otras fuentes no autógenas", destaca.

Para probar su concepto, los investigadores hicieron un defecto rectangular en las mandíbulas de las ovejas. Crearon una plantilla para la impresión 3D e imprimieron un molde para implantar y un espaciador, ambos hechos de PMMA, también conocido como cemento óseo. El objetivo del espaciador es promover la cicatrización y evitar que el tejido cicatrizado llene el sitio del defecto.

Extrajeron suficiente hueso de la costilla del modelo animal para exponer el periostio (membrana de tejido cojuntivo), que sirvió como fuente de células madre y vasculatura para material de andamiaje de semillas dentro del molde. Los grupos de prueba incluyeron materiales de hueso de costilla triturados o de fosfato de calcio sintético para hacer el andamio biocompatible.

El molde, con el lado de la costilla abierto para crear una interfaz estrecha, permaneció en su lugar durante nueve semanas antes de retirarlo y transferirlo al lugar del defecto, reemplazando el espaciador. En los modelos animales, el hueso nuevo se soldó al viejo y creció tejido blando alrededor y cubrió el sitio.

"Elegimos usar costillas porque son de fácil acceso y son una fuente rica de células madre y vasos, que se infiltran en el andamio y se convierten en nuevo tejido óseo que coincide con el paciente --explica Mikos--. No hay necesidad de células o factores de crecimiento exógenos que compliquen el proceso de aprobación regulatoria y la traducción a aplicaciones clínicas". Las costillas ofrecen otra ventaja. "Podemos potencialmente cultivar hueso nuevo en múltiples costillas al mismo tiempo", subraya el coautor Gerry Koons, estudiante de doctorado de Rice y que actualmente trabaja en el laboratorio de Mikos.

Aunque el objetivo inicial del estudio es mejorar el tratamiento de las lesiones en el campo de batalla, el panorama general también incluye cirugías civiles. "Estamos encantados de reunir a este equipo con talento diverso y ofrecer resultados prometedores para la curación futura del guerrero herido y otros pacientes que necesitan tratamientos avanzados para la mandíbula y la cara", concluye Mikos.