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Espuma de magnesio, novedoso material para regenerar huesos

Este elemento, que regenera el hueso cuando hay lesiones como fracturas o faltantes y que luego es absorbido por el cuerpo, está siendo probado en laboratorios por investigadores del Grupo de Investigación en Biomecánica e Ingeniería de Rehabilitación (Gibir) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, en asocio con la Universidad Pontificia Bolivariana.

Medellín, 23 de marzo de 2021Agencia de Noticias UN-

Así lucen las espumas de magnesio que se usan como implantes óseos. Foto: Gibir.

El implante se degrada y metaboliza en el cuerpo mientras se genera nuevo tejido óseo. Foto: Gibir.

Estos implantes no necesitan retirarse en una segunda cirugía, como ocurre con los actuales. Foto: Gibir.

Así se ve en la estructura de la esponja. Foto: Gibir.

En el estudio también han participado varios estudiantes de maestría y doctorado de la UNAL Sede Medellín. Foto: Unimedios.

El material estimula la regeneración de tejido óseo y luego desaparece al ser metabolizado por el cuerpo, cualidades que no tienen los implantes que se utilizan hoy.

“Se trata de una espuma que recientemente superó una de las pruebas más complejas: la implantación en ratas”, señaló el ingeniero mecánico Juan Fernando Ramírez Patiño, doctor en Ingeniería de la UNAL y director del Gibir.

Agregó que “esta investigación es sorprendente, es casi como hacer magia porque estamos introduciendo en el cuerpo un metal que luego desaparece, y aparece el hueso. Cuando lo vimos en las pruebas in vivo fue muy emocionante: las células colonizando, multiplicándose y el tejido creciendo a través de los poros. Es lo más cercano a la magia”.

“A las personas que han sufrido lesiones óseas de gran magnitud, por ejemplo en accidentes de tránsito, se les implantan elementos de fijación que en general son materiales muy rígidos no biodegradables y que al cumplir su función se deben retirar, lo que implica mayores riesgos porque se necesita una segunda cirugía en la que pueden ocurrir infecciones, nuevas fracturas o daños adicionales”, detalla.

Esta fue una de las motivaciones de los investigadores para buscar alternativas en reemplazo de las aleaciones de titanio, cobalto, cromo y acero inoxidable que se suelen usar en forma de platinas, barras y tornillos cuando el paciente sufre fracturas.

Las aleaciones de magnesio fueron seleccionadas por dos condiciones: biocompatibilidad y biodegradabilidad, es decir, por su capacidad para ser toleradas y metabolizadas por el cuerpo sin generar reacciones adversas.

“Los implantes tienen forma de espuma de poros abiertos –similar a la de una esponja de lavar platos, aunque fabricada en metal– y se implantan donde falta el hueso. Su función es la de ser un andamio’ que comunica las partes sanas del tejido” agrega el investigador.

“Una vez implantado, los iones liberados por el material estimulan el crecimiento de nuevo tejido para reparar la lesión de hueso. Entonces el cuerpo regenera el tejido dañado y al mismo tiempo absorbe y desaparece el material implantado”, explica el director del Gibir.

Pruebas exitosas

En las pruebas con ratas que se adelantaron en 2020, los investigadores encontraron resultados satisfactorios: los implantes cumplieron su función y no se presentaron reacciones adversas o efectos colaterales en la salud de los animales.

La espuma desarrollada tiene poros que pueden tener morfología aleatoria u ordenada, con dimensiones personalizables, es decir diseñadas según tipo de hueso en el que se van a implantar.

“Esa característica favorece la adherencia y la regeneración del tejido, y produce un resultado con una densidad y una rigidez más cercana a la del hueso humano, algo que no sucede con los implantes metálicos tradicionales”, explica el investigador.

Uno de los desafíos más grandes que ha tenido la investigación es la dificultad para manipular el material, pues el magnesio reacciona con el oxígeno generando un alto riesgo de incendio. “Pero ya tenemos muy adelantada la técnica para fabricar los implantes y hemos aprendido a controlar esos riesgos”, agregó.

El ingeniero Ramírez lleva casi nueve años en esta investigación, en la que también participan Viviana Marcela Posada Pérez, estudiante de doctorado en la UNAL, y Gloria Patricia Fernández Morales, investigadora de la Universidad Pontificia Bolivariana, además de varios estudiantes de maestría y doctorado de la UNAL Sede Medellín, quienes han participado en otras fases de la investigación desde 2012.

El trabajo científico continúa con la afinación de elementos como los tiempos de degradación de los implantes en el cuerpo, además de las pruebas con otras aleaciones y con configuraciones geométricas distintas en los poros. Después de superar esas etapas se harán las pruebas en el cuerpo humano.

(Por: fin/VRB/MLA/LOF
)
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