El campo de los implantes óseos ha dado pasos increíbles gracias a las innovaciones tecnológicas que permiten injertos más fuertes que son más fáciles de instalar. Sin embargo, estos avances no están exentos de riesgos; por ejemplo, se pueden aflojar después de las intervenciones y dar lugar a costosas revisiones quirúrgicas.

En este contexto, una nueva investigación de un equipo interdisciplinario del Centro de Ingeniería Regenerativa Avanzada (CARE) y el Centro de Ingeniería y Genómica Física (CPGE) de Northwestern Engineering (EEUU) podría reducir la probabilidad de estas complicaciones dolorosas y costosas. Los hallazgos, publicados en ´Nature Biomedical Engineering´, podrían conducir a nuevas estrategias de diseño para que las empresas biomédicas mejoren el rendimiento de los dispositivos médicos para la cirugía musculoesquelética.

"Potencialmente podríamos diseñar superficies de implantes que promoverían una integración significativamente mejor con el hueso circundante, por ejemplo, dispositivos de fijación de tejido e implantes de cadera o rodilla", afirmó Guillermo Ameer, profesor de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería M c Cormick y profesor de Cirugía en la Escuela de Medicina Feinberg (EEUU).

Formación ósea mejorada in vivo

El equipo demostró una formación ósea mejorada in vivo utilizando implantes con topografía de micropilares que inducen a la deformación de los núcleos celulares y facilitan la diferenciación de células madre derivadas de la médula en células formadoras de hueso.

"Nuestra investigación con la convergencia de microfabricación, imágenes de cromatina y bioimplantes es la primera aplicación de la ingeniería de cromatina para la medicina regenerativa", señaló Xinlong Wang, becario postdoctoral de CARE. "El siguiente paso es fabricar andamios a gran escala que puedan usarse para la traducción clínica".

"Nuestro trabajo demostró la posibilidad de aprovechar las señales mecánicas para habilitar la ingeniería de cromatina para la ingeniería regenerativa. Un aspecto único de nuestro enfoque es que nos enfocamos no solo en los factores moleculares sino también físicos que impulsan los estados de la cromatina y el paisaje transcripcional resultante y el fenotipo celular", explicó Backman.

"Tradicionalmente, la investigación en nuestro campo se enfoca en incluir factores de crecimiento u otras moléculas que promuevan el crecimiento óseo en el biomaterial o implante, pero estos enfoques pueden tener efectos secundarios no deseados y son difíciles de comercializar. Nuestros hallazgos se pueden aplicar a los implantes musculoesqueléticos actualmente en el mercado, por ejemplo, los nuevos dispositivos de fijación de tejido fabricados con biomateriales a base de citrato de los que somos pioneros", concluyó el prfo. Ameer.