Revista nº 806

Martín-Piedra y Martín-Piedra Matrices para ingeniería tisular ósea Actualidad Médica · Número 806 · Enero/Abril 2019 Páginas 36 a 45 · 37 · ejercicio físico realizado por muchas personas (2), siendo el hueso el segundo tejido más trasplantado en todo el mundo, con al menos cuatro millones de operaciones anuales que emplean injertos o sustitutos óseos (3). Los tratamientos óseos restauradores consisten por lo gene- ral en el trasplante de tejidos de un sitio a otro en el mismo pa- ciente (autoinjertos) o, cuando ello no es posible, de un individuo a otro (alotrasplante o aloinjerto), y a veces incluso a partir de animales de otra especie (xenotrasplante). Por sus complicacio- nes de rechazo y dificultades de implantación, esta tercera mo- dalidad es irrelevante para la mayoría de las necesidades médicas y también para las relacionadas con los defectos óseos, aunque existen estudios que emplean hueso bovino desproteinizado (4) o injertos derivados de mineral de hueso bovino (5). Por la escasez de donantes compatibles tampoco existe buena disponibilidad de los tejidos necesarios para estas repara- ciones. El autotrasplante también está limitado en muchas oca- siones pues los tejidos que podrían cambiar de localización en el mismo paciente suelen ser insuficientes o están afectados en grado similar a las porciones que se pretenden sustituir. Todo ello lleva a la necesidad de generar sustitutos para estos tejidos naturales degenerados o dañados y ese es precisa- mente el objetivo de la Ingeniería Tisular. Más que un simple re- emplazo, trata de regenerar los tejidos dañados, a veces a partir de unas pocas células, desarrollando sustitutivos biológicos que restauren, mantengan o mejoren la función del tejido natural, en este caso, el hueso. El TO se caracteriza por presentar componentes de natura- leza orgánica, como colágeno, factores de crecimiento, osteonec- tina, proteoglicanos y proteínas morfogenéticas del hueso (BMP) (6), junto a componentes inorgánicos, fundamentalmente crista- les de hidroxiapatita (HA) en los que abundan los iones fosfato, carbonato, citrato y fluoruro junto a los cationes calcio, magnesio y sodio, formando la matriz extracelular (MEC) sobre la que se desarrollan las células específicas de este tejido: osteoblastos, os- teocitos y osteoclastos (7). Aunque el hueso sano es el único tejido con buenas cua- lidades regenerativas, una discontinuidad o defecto en la inte- gridad ósea, resultante de traumatismo, malformación congé- nita o resección quirúrgica, si supera cierto tamaño crítico, no se regenerará espontáneamente y, por lo tanto, requerirá otras intervenciones médico-quirúrgicas (8). Ello es debido en parte a sus características peculiares que lo diferencian del resto de teji- dos del cuerpo, como su dureza, rigidez y limitada flexibilidad, su constitución a base de tejido conjuntivo altamente mineralizado, muy vascularizado e inervado, y su estructura en laminillas que forman la matriz ósea calcificada (9). Los trasplantes autogénicos emplean injertos óseos del propio paciente y son la herramienta terapéutica fundamental disponible actualmente, presentando importantes ventajas por ser histocompatibles y no inmunogénicos. Poseen todas las pro- piedades necesarias requeridas a un material de injerto óseo (os- teoconducción, osteoinducción, osteogénesis) (10), (ver tabla 1) debido a la presencia de células osteoprogenitoras propias, BMP y otros factores de crecimiento, junto a la matriz porosa tridimen- sional que facilitará el desarrollo y ensamblaje celular, así como colágeno tipo I que favorece la vascularización y la integración biológica definitiva (11). Tabla 1. Definición de términos y algunos ejemplos referidos a desarrollo y regeneración óseas (13) Además, los aloinjertos presentan algunos defectos, limita- ciones y complicaciones que conviene señalar, como la necesidad de una segunda operación en el sitio de la extracción, lo que con- lleva procedimientos quirúrgicos costosos que pueden ocasionar lesiones y morbilidad importantes. Tampoco son adecuados tam- poco cuando el defecto requiere volúmenes de hueso mayores de lo disponible, o el estado funcional del hueso en la zona donante no es adecuado (14). La segunda técnica más común de injerto óseo consiste en trasplantar TO de un donante vivo o de un cadáver. Los aloinjertos son seleccionados para que sean histocompatibles, y posterior- mente desvitalizados mediante irradiación o son procesados hasta hacerlos disponibles en varias formas (congelados, liofilizados, des- mineralizados) según los requisitos de la zona a reparar, por lo que sus propiedades iniciales osteoinductivas quedan reducidas. Pueden producir reacciones inmunes y transmitir infecciones, presentan cos- tes elevados y, debido a la gran demanda, actualmente existe esca- sez de estos elementos para regeneraciones óseas. Otras técnicas de reparación ósea comúnmente utilizadas son los implantes metálicos a base de aleaciones de titanio y acero inoxi- dable, muy usadas en prótesis articulares, placas y tornillos, pues permiten proporcionar soporte mecánico y estructural para artro- plastias de articulaciones y fracturas de huesos largos y vértebras pero presentan limitaciones debido a la no degradabilidad, alta rigi- dez, posible fractura, falta de integración con el tejido del huésped, y posibles infecciones (15). Término Definición Ejemplo Osteoconducción Proceso por el cual una matriz permite pasivamente el crecimiento interno de células, tejidos y la vascularización en la zona implantada Reabsorción de cementos de sulfato de calcio o de fosfato de calcio Osteoinducción Proceso mediante el cual los factores de crecimiento exógenos promueven la diferenciación de células madre mesenquimales para formar condroblastos y osteoblastos que forman hueso nuevo Matrices con BMP, factores de crecimiento derivados de plaquetas (PDGF) Osteogénesis Síntesis de hueso nuevo a partir de células madre procedentes del huésped o del donante del injerto Varios autoinjertos, trasplantes de células madre Osteointegración Crecimiento óseo extensivo en macroporos y microporos de la matriz. Matrices de fosfato bifásico de calcio (BCP) con microporos (12) Tabla 1. Definición de términos y algunos ejemplos referidos a desarrollo y regeneración óseas (13)