Osteoinducción y osteoconducción
José Antonio Andrades
El problema de rellenar defectos óseos (resecciones quirúrgicas,
pérdidas traumáticas, dificultad de osificación en
edades avanzadas, enfermedades periodontales, etc.), puede ser resuelto
con el uso de determinados biomateriales que actúen como sustitutos
de los injertos óseos.
La aplicación de cerámicas de fosfato cálcico
como posibles sustitutos de hueso, ha sido investigada por diferentes autores.
Inicialmente, estos materiales no eran reabsorbibles, pero sí biocompatibles,
y permitían el crecimiento del tejido óseo en el interior
de sus poros. Esta propiedad bioactiva depende del intercambio iónico
con el hueso huésped y los fluidos orgánicos, ya que en su
proceso de degradación son capaces de liberar iones como Ca+2
y PO4+3 y difundirse localmente
estimulando la osteogénesis (osteoinducción), permitiendo
la colonización ósea en el interior de sus poros (osteoconducción).
Es de especial importancia que el material utilizado sea bien tolerado
y reabsorbible, con moderada o nula respuesta inespecífica, tanto
en la zona de implantación como a nivel de los ganglios linfáticos
regionales, caracterizada por una activación macrofágica,
que suele darse en la primera semana del implante para ir disminuyendo
progresivamente hasta desaparecer. Además, el material a implantar
debe ser bioactivo y osteoconductor. Esto es así porque la interfase
implante-hueso sufre inicialmente una proliferación de células
mesenquimáticas, que más tarde es sustituida por tejido óseo
trabecular que progresivamente rodea y sustituye al material implantado,
sufriendo a continuación remodelación, y mostrando por último
características morfológicas y estructurales similares a
las normales, con restablecimiento del funcionamiento normal del hueso.
Un implante, pues, con estructura cristalina similar a la del mineral del
hueso puede llegar a unirse biológicamente al hueso.
No obstante, la respuesta ósea a las cerámicas de fosfato
cálcico depende directamente de la naturaleza exacta de cada cerámica.
Los progresos en el campo de la bioingeniería han dado como resultado
nuevos biomateriales y, en particular, las cerámicas de fosfato
cálcico han recibido máxima atención dada su buena
biocompatibilidad. Los avances continuos en el campo de los biomateriales
de fosfato cálcico han producido resultados espectaculares en cuanto
a su biocompatibilidad y capacidad para estimular la osteogénesis.
Sin embargo, la naturaleza y grado de respuesta del tejido óseo
huésped parecen depender de las características de los materiales:
composición química, textura de la superficie, porosidad
y densidad, así como de la forma y el tamaño.
Nuestro equipo de investigación está realizando estudios
que tratan de aportar una novedad al sistema de implantes de cerámicas
porosas en las fracturas óseas. Se trata de seleccionar células
mesenquimáticas tronco procedentes de la médula ósea,
amplificarlas e inducirlas en condiciones de cultivo muy bien definidas,
con la ayuda de ciertos factores de crecimiento de reconocido efecto en
condro-osteogénesis, entre los cuales se encuentra un factor transformante
beta 1 (TGF-ß 1) diseñado y producido por nosotros (rhTGF-ß1-F2),
el cual incorpora una secuencia polipeptídica que confiere al factor
una alta especificidad de unión al colágeno tipo I. De esta
manera, estamos consiguiendo células osteocompetentes para ser depositadas
en una cerámica porosa fabricada a partir de carbonato cálcico
de coral marino, la hidroxiapatita, que es biocompatible y osteoconductora.
Hoy día, el cada vez más creciente desarrollo de procedimientos
alternativos que pretenden ayudar en problemas que aquejan a una amplia
población, mejorará la capacidad de reparación y regeneración
ósea, contribuyendo así a aumentar la calidad de vida y disponibilidad
laboral de los pacientes.
José Antonio Andrades es Ayudante de Facultad en Biología
Celular en la Universidad de Málaga