UNAM ayuda a regenerar cartílagos [La noticia buena del día]
Un adelanto que podría ayudar a las personas que han sufrido con sus rodillas y articulaciones.
Hoy la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) anunció que han creado biofibras de polímeros para reconstruir cartílago.
El logró fue gracias al trabajo del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA).
Son cuatro polímeros que podrían cambiarle la vida a millones de personas.
Crean en la UNAM biofibras de polímeros para sustituir y regenerar
cartílago
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De escala nanométrica, los tejidos son biocompatibles y se utilizarán
como implantes de meniscos en las rodillas
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En el CFATA de la UNAM, Miriam Estévez produce el material con la
técnica de electrotejido y Domingo Rangel genera un prototipo de rodilla para
hacer pruebas biomecánicas
Para sustituir y/o regenerar los cartílagos de los meniscos de las
rodillas, sistemas de amortiguación que se dañan por sobrepeso, ejercicio
excesivo y enfermedades como la artritis, un grupo de investigadores del Centro
de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, desarrolla
biofibras de polímeros para crear implantes.
Los tejidos, que se producen en laboratorio a escala nanométrica, están
formados por una mezcla de cuatro polímeros —poliácido láctico,
polilcaprolactona, colágeno y poliuretano— y son biocompatibles con el
organismo humano, explicó Miriam Estévez González, investigadora del CFATA y
titular del proyecto que se desarrolla en el campus Juriquilla de esta casa de
estudios.
Los cartílagos están en muchas articulaciones para protegerlas del
contacto y fricción con los huesos. Dentro de las rodillas se ubican los meniscos,
trozos de cartílago fibroso que amortiguan y lubrican las articulaciones,
además de limitar su capacidad para flexionarse o extenderse.
Si alguien se daña los meniscos en la parte más interna, donde no existe
vascularización, lo más probable es que requiera una cirugía llamada
meniscectomía total o parcial. Sin embargo, las consecuencias de ésta ahora son
conocidas y se ha demostrado que, 21 años después de llevarla a cabo, el riesgo
de artrosis de rodilla aumenta de manera significativa. Es para estos pacientes
que las nuevas técnicas de trasplante o regeneración meniscal presentan una
posible solución.
“En nuestro país no se realizan trasplantes, sólo se recurre a la
meniscectomía parcial o total, es por ello que proponemos crear una plataforma
polimérica con la morfología similar a la que presentan los meniscos, para que
sirva no sólo de sustituto de cartílago, sino para ayudar a regenerarlo”.
Electrotejido y meniscos de molde
Con forma de media luna o cuña, los meniscos son porosos en las orillas
o partes más externas, donde tienen vascularización y buena irrigación
sanguínea, no así en la parte interna.
‘‘Para lograr esa morfología compleja, cerrada al interior y abierta en
las orillas, que sea biocompatible y tenga la resistencia mecánica necesaria
para usarse como implante o plataforama para regenerar el tejido, empleamos la
técnica de electrospinning o electrotejido’’, indicó Estévez González.
En el Departamento de Ingeniería Molecular de Materiales del CFATA, la
investigadora y su grupo, conformado por estudiantes de licenciatura y
posgrado, hacen la síntesis polimérica y las nanofibras dentro de un equipo de
electrotejido.
Los cuatro polímeros en solución son colocados en un capilar a través
del cual se expulsan a una velocidad controlada. Además, se debe tener una
fuente de alto voltaje que posee dos electrodos que deben conectarse, uno, a la
salida de la solución polimérica y, otro, al plato colector (molde con la forma
de un menisco para obtener desde un inicio la forma deseada) donde se depositarán
las fibras.
En el proceso se varía el voltaje, la distancia de la jeringa a la
placa, la concentración de los polímeros y la temperatura, pues todo eso afecta
el tamaño y la morfología del producto final, detalló.
Actualmente, ya se ha caracterizado el material obtenido por microscopía
electrónica de barrido para observar la morfología. “Tenemos pruebas mecánicas
de tensión y compresión y hacemos estudios de citotoxicidad y biocompatibilidad
en ratas”.
El proyecto está financiado por el Consejo de Ciencia y Tecnología del
estado de Querétaro (CONCYTEQ) y el CFATA, dentro de la convocatoria 2013 de
apoyo a los investigadores de este último.
Modelo mecatrónico de rodilla
El siguiente paso del proceso implica someter los meniscos artificiales
a todas las pruebas, ejercicios y esfuerzos que realiza una rodilla real.
Para lograrlo, Domingo Rangel Miranda, técnico académico responsable del
Laboratorio de Instrumentación del CFATA, desarrolla con sus alumnos un modelo
mecatrónico, en el que representa todos sus movimientos.
Los científicos miden y evalúan los esfuerzos que debe resistir el
menisco artificial para saber si es factible usarlo como implante en pacientes
humanos.
‘‘Para hacer viables los implantes en la articulación, estos
biomateriales están caracterizados con estudios de físico-química y mecánica.
Pretendemos mejorar la parte biomecánica, para que cada uno se ajuste a las
necesidades del paciente y pueda tener las características biomecánicas
personalizadas’’, abundó el universitario.
El material obtenido a partir de las biofibras es flexible, adaptable y
resistente a la carga que recibe, algo fundamental para un paciente. ‘‘En el
prototipo buscamos que el biomaterial pueda soportar todas las pruebas. En dos
años podríamos tener algunos resultados más establecidos e iniciar ensayos en
personas’’, adelantó.
A futuro, los investigadores del CFATA podrán patentar el prototipo
mecatrónico de rodilla, un equipo totalmente automatizado, con movimientos
inteligentes que simulan la flexión de la rodilla, la actividad al correr e,
incluso, un tropezón.
‘‘Puede servir para la enseñanza (pues reproduce todas las funciones
biomecánicas de la rodilla) y podría interesar a sectores académicos’’,
finalizó Rangel.
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