En la BUAP crean esponjas biodegradables y nanofibras poliméricas para regeneración ósea

Como parte del proyecto "Polímeros fotoelectroactivos con aplicaciones biomédicas y ambientales", que desarrolla en el Centro Avanzado de Pruebas Analíticas no Destructivas de Materiales de la BUAP, la doctora Olivia Hernández Cruz ha creado esponjas biodegradables y nanofibras poliméricas para regenerar hueso en boca y cráneo, con gran potencial en este campo.

Dichas esponjas se producen con materiales poliméricos de fuentes renovables y una metodología libre de disolventes y tecnología radiactiva, que las hace seguras y amigables con el medio ambiente, por lo cual representan un avance significativo en la búsqueda de soluciones efectivas y sostenibles para reparar huesos.

“Usar materiales que sean más compatibles con el cuerpo humano y que se degraden en componentes no tóxicos, a medida que el hueso se reconstruye, es un gran avance en la medicina regenerativa, además de considerar que no sólo mejorará la calidad de vida de los pacientes, sino que también facilitará que los tratamientos sean más seguros y efectivos, aliviando la presión sobre los recursos del sistema de salud”, afirmó la egresada de la Licenciatura en Química de la BUAP, doctora en Ciencias por la UNAM.

Nivel I del Sistema Nacional de Investigadores, Hernández Cruz destacó que tales esponjas -diseñadas durante la estancia posdoctoral que realiza en el Centro Avanzado de Pruebas Analíticas no Destructivas de Materiales- “pueden ajustar su porosidad al proporcionar soporte mecánico, además de ser compatibles con el cuerpo humano, lo que las hace una tecnología prometedora para la ciencia e ingeniería de tejidos”.

Un ejemplo de ello es su aplicación en el área de salud bucal. Al extraer una pieza dental el cuerpo tiende de manera natural a formar un coágulo después del procedimiento, el cual es el primer paso para iniciar el proceso normal de sanación. Sin embargo, la formación de este coágulo puede verse afectada por condiciones de salud preexistentes, como diabetes, hipertensión arterial y otras enfermedades asociadas a la coagulación.  En México, es alta la prevalencia de diabetes e hipertensión en la población, por lo que este tipo de materiales podría apoyar no sólo a formar coágulos en este tipo de procedimientos, sino con la adición de otros fármacos o materiales, ayudar a la cicatrización y regeneración ósea.

Tras considerar que esta tecnología tiene un gran potencial en el campo de la salud bucal, la académica refirió que el grupo de investigación busca que el proceso de producción de estas esponjas sea sencillo, a bajo costo y accesible para que cualquier persona con un poco de entrenamiento pueda hacerlo en el laboratorio.

Por otra parte, con relación a las nanofibras poliméricas, señaló que son creadas mediante la tecnología de electrohilado, con gran potencial para la regeneración ósea en cráneo, ya que pueden imitar la matriz extracelular natural del hueso y elaborarse con diversos materiales, como polímeros sintéticos y naturales, o ser mezclados con otros compuestos que puedan mejorar sus propiedades.

Precisó que dependiendo del material se puede fomentar la mineralización, es decir, el crecimiento de nuevas células óseas (osteogénesis) y la formación de vasos sanguíneos (vascularización), que contribuye a la creación de un hueso funcional con las características idénticas al hueso nativo del paciente previo a una lesión.

“Nuestros estudios se centran en explorar y optimizar estos materiales y técnicas, para desarrollar nanofibras poliméricas que puedan ser potencialmente más efectivas para la regeneración ósea”, dijo.

A partir de la técnica de electrohilado o electrospinning –explicó- se crean fibras ultrafinas usando disoluciones poliméricas y aplicando el uso de un voltaje alto. “El proceso inicia con la disolución en una jeringa conectada a una aguja metálica y se aplica una diferencia de potencia que permite generar hilos muy finos y formar una red de nanofibras”.

Las nanofibras pueden prepararse de diferentes polímeros naturales o sintéticos, además de que pueden cargarse con moléculas que sean activas para promover la mineralización, vascularización y tener propiedades antimicrobianas.

“Nosotros estamos utilizando polímeros que provengan de fuentes naturales, uno para garantizar la sustentabilidad y sostenibilidad y otro porque buscamos que conforme se vaya regenerando el hueso, el material se vaya absorbiendo; y los polímeros biodegradables cumplen esa función”.

En esta investigación colaboran Nicte Lino Vallejo, quien ha participado activamente en el desarrollo experimental, y la doctora Julia Flores Tochihuitl, estudiante e investigadora de la Facultad de Estomatología, respectivamente. Así también, las alumnas Ariadna Díaz, de Ingeniería en Materiales, y Claudia Michelle Arduser Villanueva, de la Maestría en Estomatología con terminal en Rehabilitación Oral; y el doctor Jorge Raúl Cerna Cortez, director del Centro de Pruebas Analíticas no Destructivas de la BUAP.