UNAL diseña dispositivo para mejorar la calidad de vida de personas con hernias discales

Síntomas como dolor de espalda, hormigueo en brazos, piernas o dedos, y debilidad muscular son comunes en personas que padecen hernias de disco. Estas estructuras, que actúan como amortiguadores entre los huesos de la columna vertebral, previenen precisamente que esta reciba el impacto directo durante actividades cotidianas como caminar, agacharse, correr o saltar.

Para estos casos los tratamientos varían según la complejidad del daño; pueden incluir desde medicamentos antiinflamatorios y fisioterapia hasta cirugías invasivas en las que se reemplaza por completo el disco afectado con prótesis de titanio u otros materiales. Sin embargo, estas opciones no siempre proporcionan una solución duradera y pueden acarrear efectos secundarios como inflamación, fallas en las prótesis o aumento del dolor.

El desarrollo de Érika Lorena Rosero Alzate, magíster en Materiales y Procesos de la UNAL, busca abordar estas limitaciones imitando fielmente la estructura y función de un disco intervertebral natural, usando un material hiperelástico que puede recibir una gran presión sin perder su forma.

“Como las alternativas actuales tienen algunos problemas, nosotros proponemos un dispositivo innovador: en vez de utilizar un material metálico –que puede generar una degradación del hueso– empleamos el TPU (poliuretano termoplástico) que se asemeja mucho a las características mecánicas que tienen los discos intervertebrales reales”, explica la magíster Rosero.

“Los discos intervertebrales se conforman por dos estructuras: el núcleo pulposo que es 88 % agua, y el anillo fibroso que está compuesto por fibras de colágeno; son 3 anillos específicamente”, agrega.

Detrás de este desarrollo también están los profesores Dianney Clavijo Grimaldo, de la Facultad de Medicina, y Carlos Alberto Narváez Tovar, de la Facultad de Ingeniería de la UNAL, con quienes la magíster planteó 6 diseños iniciales, que se fueron descartando porque no eran aptos para impresión.

En este tipo de innovación se requiere primordialmente un diseño del dispositivo en computador y después de ese paso viene la “magia” con la impresión 3D y las rigurosas pruebas mecánicas. Según explica la magíster, en este estudio se aplicó la técnica de electrospinning para crear una especie de red de nanofibras de un poliéster conocido como policaprolactona, que mejoraría la adhesión celular en la superficie de la prótesis.

También utilizó una técnica llamada electrospray para depositar gotas microscópicas de cannabidiol (CBD), un compuesto derivado del conocido cannabis que no es psicoactivo y posee propiedades analgésicas y antiinflamatorias.

“Incorporamos CBD porque es un enfoque novedoso; no se había hecho y además aliviaría del dolor y reduciría la inflamación directamente en el sitio del implante”, explica la investigadora.

Innovación con gran potencial

Tras varias pruebas de compresión, los expertos de la UNAL demostraron que la prótesis podía soportar cargas similares a las experimentadas por un disco natural. Además realizaron estudios de espectroscopía infrarroja para confirmar la presencia y distribución del CBD en la superficie del implante.

Aunque este desarrollo puede ser un gran paso para tratar las hernias discales, aún se requieren de más pruebas, incluyendo estudios de biocompatibilidad en laboratorio –in vitro– y posteriormente en el cuerpo humano –in vivo.

Mientras tanto, el equipo planea continuar refinando el diseño y realizando pruebas adicionales. “Queremos examinar el comportamiento de la prótesis bajo diferentes tipos de carga, como flexión y torsión, para asegurarnos de que pueda manejar todos los movimientos naturales de la columna vertebral”, explica la magíster Rosero.