El material biohíbrido podría reemplazar y regenerar el cartílago dañado

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Cuando el cartílago en las articulaciones, como las rodillas, se daña, su curación es muy lenta, si es que alguna vez lo hace. Sin embargo, un nuevo material biohíbrido experimental podría algún día reemplazarlo e incluso promover el crecimiento de nuevo cartílago pure.

Uno de los desafíos en el diseño de cartílago synthetic radica en el hecho de que, al igual que su contraparte pure, el material debe ser lo suficientemente maleable para doblarse con la articulación, pero también lo suficientemente resistente para soportar las cargas que se le imponen constantemente.

En el pasado, las sustancias hechas de polímeros naturales como el colágeno, la fibrina o el ácido hialurónico se han propuesto como materiales de reemplazo, al igual que las sustancias puramente sintéticas. Según los científicos de la Universidad de Cornell, ninguno de los enfoques ha combinado con éxito las dos cualidades clave del cartílago actual.

Con esa limitación en mente, los investigadores desarrollaron un material biohíbrido que consiste en fibras de colágeno pure suspendidas dentro de un hidrogel sintético. El gel es zwitteriónico, lo que significa que cada ion que contiene tiene carga tanto positiva como negativa.

Cuando el hidrogel y el colágeno se mezclan inicialmente, los iones del gel interactúan con los iones cargados positiva y negativamente en las fibras de colágeno, lo que hace que estas últimas se autoensamblen en una crimson interconectada como la del colágeno pure. El material resultante es así duro y elástico, pero también suave y versatile.

En las pruebas de laboratorio, se descubrió que el biohíbrido «se acercaba al rendimiento» del cartílago articular pure: period un 40 % más elástico que el gel zwitteriónico sin que el colágeno agregado, además poseía 11 veces la energía de fractura (que es una medida de durabilidad). Además, debido a que el nuevo material es biocompatible, puede albergar células de cartílago adyacentes que migran hacia él y se reproducen.

«En última instancia, queremos crear algo para fines de medicina regenerativa, como un andamio que pueda soportar algunas cargas iniciales hasta que el tejido se regenere por completo», dijo el asistente. Prof. Nikolaos Bouklas, quien dirige el estudio junto con el Prof. Lawrence Bonassar. «Con este material, podría imprimir en 3D un andamio poroso con células que eventualmente podrían crear el tejido actual alrededor del andamio».

La investigación se describe en un artículo que se publicó recientemente en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Fuente: Universidad de Cornell

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