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Cirugía craneofacial: implantes óseos personalizados crecidos dentro del paciente

(Imagen: Maya2008 / Shutterstock)

HOUSTON, EE. UU .: Los pacientes que sufren una pérdida del hueso mandibular debido a un cáncer, una infección, un traumatismo o una enfermedad congénita se quedan con defectos óseos que suponen un desafío tanto estético como funcional. Investigadores de la Universidad Rice han desarrollado una técnica para generar tejido de ingeniería personalizado para el defecto específico: implantar un biorreactor impreso en 3D en una costilla. Las células madre y los vasos sanguíneos de la costilla desarrollan un material óseo natural que se adapta al paciente y se puede trasplantar a la mandíbula.

El objetivo de la investigación fue avanzar en la reconstrucción craneofacial aprovechando los poderes curativos naturales del cuerpo. La técnica se ha desarrollado para reemplazar las técnicas de reconstrucción actuales que utilizan tejido de injerto óseo autógeno extraído de diferentes áreas, 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”, dijo el Dr. Antonios Mikos, coautor y profesor de Louis Calder de Bioingeniería e Ingeniería Química y Biomolecular en la universidad.

Los investigadores hicieron un defecto rectangular en las mandíbulas de las ovejas. Crearon una plantilla para impresión 3D e imprimieron un molde implantable y un espaciador, ambos hechos de PMMA, también conocido como cemento óseo. El objetivo del espaciador era 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, que sirvió como fuente de células madre y vasculatura para material de andamio de semillas dentro del molde. Los grupos de prueba incluyeron materiales de hueso de costilla triturados y fosfato de calcio sintético para hacer el andamio biocompatible.

El molde, con el lado de la costilla abierto para crear una interfaz apretada, permaneció en su lugar durante nueve semanas antes de retirarlo y transferirlo al sitio del defecto, reemplazando el espaciador. En los modelos animales, el nuevo hueso tejido al tejido viejo y suave creció 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”, dijo Mikos. “No hay necesidad de células o factores de crecimiento exógenos que compliquen el proceso de aprobación regulatoria y la traducción a aplicaciones clínicas”.

Según Mikos, el uso de PMMA para el molde y el espaciador fue una decisión simple, ya que ha sido regulado como un dispositivo médico para aplicaciones biológicas durante décadas. En la Segunda Guerra Mundial, cuando se usaba PMMA como parabrisas para aviones de combate, los médicos notaron que los fragmentos incrustados en pilotos heridos no causaban inflamación y, por lo tanto, los consideraban benignos.

“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”, dijo Mikos.

El estudio, titulado “Reconstrucción mandibular con ayuda de biomateriales utilizando biorreactores in vivo”, se publicó en línea en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América el 18 de marzo de 2019, antes de su inclusión en un tema.

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