Los biomateriales se están convirtiendo en una parte importante de muchos procedimientos terapéuticos y de diagnóstico, y la investigación en este campo está creciendo rápidamente. Algunas de las áreas más interesantes son la ortopedia, la oftalmología, los tratamientos contra el cáncer y la atención dental.
Un biomaterial es una sustancia que ha sido diseñada para tomar una forma que se usa para dirigir el curso de un procedimiento terapéutico o de diagnóstico.
Aunque muchos de los estudios sobre biomateriales se realizan en modelos animales o in-vitro en este momento, los científicos predicen que los hallazgos pronto serán utilizados en ensayos en humanos.
Oftalmología y BioMateriales
La membrana amniótica (AM) se ha utilizado en la cirugía reconstructiva del ojo durante muchos años. Recientemente, se han propuesto nuevas técnicas para hacer que la sustitución de la córnea sea más eficiente. Esta cirugía en particular a menudo se realiza cuando hay una lesión permanente en el ojo causada por una enfermedad o quemaduras químicas.
AM se obtiene de la capa más interna de la placenta y tiene propiedades antiinflamatorias y anti cicatrizantes, lo que la convierte en un buen sustituto de la membrana. Sin embargo, el tejido AM es naturalmente delgado y nublado, lo que puede afectar la visión de una persona. Los científicos ahora están investigando formas de endurecer y clarificar ópticamente la AM mediante la creación de un laminado de tejido. Ellos creen que sus hallazgos ayudarán a avanzar en AM de manera que apliquen mejor el material en la cirugía reconstructiva del ojo humano.
Biomateriales para mejorar el diagnóstico y tratamiento del cáncer
También ha habido un gran progreso utilizando diferentes biomateriales en el tratamiento del cáncer. Estos incluyen el uso de materiales originales para establecer el diagnóstico y el pronóstico de diferentes tipos de cáncer, así como su uso para administrar medicamentos contra el cáncer de una manera más efectiva.
Las terapias que se dirigen directamente a los tumores se han reconocido como una forma preferible de tratar el cáncer. Son capaces de administrar golpes más grandes a las células cancerosas y causar menos efectos secundarios.
Con el propósito de la terapia localizada del cáncer, los investigadores de la Universidad de Adelaide, Australia, diseñaron y diseñaron un implante de titanio 3D basado en alambre con matrices de nanotubos de titania que pueden cargarse con un medicamento contra el cáncer y servir como un dispositivo de administración de fármacos. Sus estudios mostraron que cuando se administra terapia contra el cáncer con los nuevos implantes, las células de cáncer de mama tienen menos probabilidades de sobrevivir. Durante el curso de su investigación, tres días después de la inserción del implante, las células tumorales comenzaron a retroceder. Los investigadores también enfatizan que este nuevo enfoque quimioterapéutico podría adaptarse a otros tipos de cáncer en el futuro.
La administración de medicamentos al sitio exacto de una lesión es un enfoque que también se está evaluando en otras áreas de la medicina. Por ejemplo, las infecciones bacterianas resistentes a los medicamentos, que se han convertido en un problema creciente debido al uso excesivo de antibióticos, podrían tratarse utilizando los últimos avances en biomateriales. Los vehículos nano de sílice mesoporosos con núcleo de plata ya se han utilizado en modelos de ratones para administrar antibióticos a las áreas de la infección resistente.
En la investigación con animales, las nanoplataformas han demostrado ser muy eficientes en la eliminación de bacterias, al usar simultáneamente tanto plata como agentes antibióticos.
Cartilage Tissue Engineering
La Dra. Tanya Levingstone del Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) está explorando otra área interesante de la investigación de biomateriales. Levingstone es parte del Grupo de Investigación de Ingeniería de Hueso y Tejidos. Este grupo ha logrado algunos avances significativos en el diseño de un material que puede ayudar a regenerar las articulaciones dañadas. El equipo de investigación unió fuerzas con el centro de investigación AMBER (Advanced Materials and BioEngineering Research) y desarrolló un andamio 3D multicapa poroso que consiste en colágeno, hidroxiapatita y ácido hialurónico.
Todas estas sustancias están presentes en una articulación sana y tienen el potencial de dirigir activamente las células del cuerpo para reparar las articulaciones dañadas.
En sus estudios más recientes, los investigadores irlandeses probaron el compuesto en una potra de pura sangre de 15 meses de edad. El caballo padecía una enfermedad degenerativa de ambas articulaciones de su rodilla conocida como osteocondritis disecante. Algunos casos de esta condición pueden ser tan graves en animales que necesitan ser sacrificados. Después de someterse a un procedimiento artroscópico de rutina que eliminó los fragmentos de rodilla inestables, los andamios de varias capas se implantaron en las articulaciones del caballo. Como resultado, se formaron nuevos huesos y cartílagos, según lo revelado por una investigación cinco meses después del procedimiento inicial. El caballo joven con perspectivas sombrías anteriormente ahora ha vuelto a entrenar para eventos de salto de obstáculos.
El material ha sido patentado y ahora se conoce como ChondroColl. Es el segundo producto del equipo en el campo de la regeneración ósea. Anteriormente, diseñaron y probaron un andamio de regeneración ósea llamado HydoxyCall, que ya cuenta con la aprobación CE y una empresa nueva de RCSI, llamada SugarColl Technologies, lo ha lanzado al mercado. ChondroColl está actualmente esperando la aprobación regulatoria, y se espera que los primeros estudios en humanos con defectos osteocondrales comiencen en el futuro cercano.
Supresión de la caries dental
Investigadores de la Universidad de Pensilvania están buscando mejores formas de eliminar la placa dental que a veces puede causar la aparición de caries. Diseñaron nanopartículas catalíticas con una actividad de tipo peróxido que puede alterar la matriz protectora que rodea las bacterias que se encuentran en la boca. Esta nueva estrategia se ha probado hasta ahora en modelos de roedores y ha demostrado una disminución significativa en la caries dental. El equipo espera aplicar pronto este conocimiento para tratar la enfermedad oral en humanos. Proponen posiblemente incluir las nanopartículas catalíticas con peróxido en pasta de dientes comercial y productos de enjuague bucal como una nueva estrategia antiplaca en la lucha contra la caries dental.
