Revista nº 806

Martín-Piedra y Martín-Piedra Matrices para ingeniería tisular ósea Actualidad Médica · Número 806 · Enero/Abril 2019 Páginas 36 a 45 · 38 · Pueden citarse también la osteogénesis por distracción (16), y los rellenos de cemento y BMP (17), que mejoran la reparación ósea pero carecen del potencial osteoinductivo y angiogénico adecuados, presentan seguridad biológica limitada y otros inconvenientes en tér- minos de morbilidad del paciente, vida útil y costes. La regeneración de estos defectos óseos de dimensiones críticas y la mejora de la disponibilidad de injertos para todas las necesidades han llevado a buscar otras terapias clínicamente eficaces, como las ba- sadas en la Ingeniería Tisular, durante los últimos veinte años (8). La construcción de estos nuevos tejidos se basa, de modo ge- neral, en la conjunción de tres elementos necesarios, que forman la llamada “tríada de la Ingeniería Tisular”: (Figura 1) a) andamiajes tridimensionales o matrices ( scaffolds ) construi- das en ciertos biomateriales de adecuada porosidad, que proporcio- nan el soporte y entorno de crecimiento adecuado, b) células de la tipología elegida capaces de replicarse y/o dife- renciarse dentro de lamatriz elegida hasta formar los órganos y tejidos requeridos, c) factores de crecimiento, que son proteínas u hormonas de origen natural que estimulan la diferenciación, proliferación y crecimiento celulares, como el factor de crecimiento transfor- mante beta (TGF-β) o los factores de crecimiento similares a la insulina (IGF-1 e IGF-2). A veces pueden ser acompañados o sus- tituidos por estímulos biofísicos adecuados en el biorreactor, que inducen la evolución celular, inicialmente in vitro , hasta la implan- tación en el lugar adecuado (19). Dichas combinaciones de matrices, células, junto a molécu- las y señales inductoras reciben el nombre de “constructo celu- lar”. El presente artículo aborda una revisión de la literatura cien- tífica aparecida en los últimos años en las revistas del área sobre el desarrollo de matrices para constructos de tejido óseo (MCTO). Se analizarán las características esenciales de estas estructuras, los avances recientes en su diseño y aplicación clínica, junto a la posible evolución de las mismas y algunos aspectos que aun de- berían mejorarse. 2. Síntesis de la revisión En las aplicaciones de ingeniería tisular ósea (ITO), la matriz tridimensional artificial es el entorno en que van a desarrollarse las células hasta conformar los nuevos tejidos sustitutivos. Por ello han de poseer un parecido elevado, en cuanto a estructura y propieda- des, con la MEC ósea. Una MCTO ideal debería poseer algunas propiedades básicas (Tabla 2) y cumplir los objetivos de la regeneración ósea artificial: permitir o mejorar la viabilidad celular, favorecer la unión, la prolife- ración y la ubicación espacial de dichas células, permitir la diferen- ciación osteogénica, la vascularización, la integración con el huésped y, cuando sea necesario, soportar la carga mecánica adecuada (14). Figura 1: Triángulo o Tríada de elementos de la Ingeniería Tisular (18) Característica Definición Ejemplos Biocompatibilidad Capacidad para integrarse con el tejido huésped para realizar su función sin provocar respuesta inmune Fosfatos de Calcio Vidrios bioactivos de silicato conteniendo sodio Biodegradabilidad Tasa de degradación ajustable para adaptarse al crecimiento de nuevo tejido óseo reemplazando el material de la matriz Vidrios bioactivos de borato Bioabsorbilidad Velocidad de degradación similar a la velocidad de regeneración y crecimiento del tejido neoformado Ácido poliglicólico (PGA) Biomimesis Posibilidad de adoptar una estructura macroscópica y microscópica que imite las características del tejido a sustituir Composites de HA y policaprolactona (PCL) fabricados mediante deposición fundida guiada (20) Bioactividad Estimular las respuestas celulares específicas y, a veces, contribuir a la integridad estructural y mecánica de la región tratada Biovidrios de borato Propiedades mecánicas Resistencia mecánica para proporcionar soporte temporal a la región del defecto y soportar las fuerzas de carga in vivo Metales PLACL (copolímero de ácido láctico y caprolactona) Microarquitectura Estructuras interconectadas para distribuir uniformemente las tensiones en toda la matriz Materiales autoensamblados o fabricados por impresión 3-D Osteoinductividad Propiedad de atraer células osteoprogenitoras a la región del defecto y promover su diferenciación Fosfato bifásico de calcio (BCP) sinterizado a baja temperatª Hidrogeles avanzados derivados de colágeno Porosidad Gran área superficial en relación al volumen, Tamaño de poro adecuado para permitir crecimiento tisular, neovascularización, transporte masivo y osteogénesis Polifosfacenos (PPP) Propiedades de superficie Propiedades químicas y topográficas apropiadas para influenciar la adhesión, proliferación y diferenciación celulares. Matrices fabricadas en forma libre (FFF) sometidas a corrosión para exhibir aspereza y nanoporosidad (21) Tabla 2: Algunas características para el diseño de matrices para aplicaciones de ITO (22)