La idea es crear materiales que sean absorbidos por el cuerpo, contribuyan a una mejor recuperación y sean de bajo costo
Con la finalidad de crear biomateriales que puedan utilizarse para la recuperación física de las personas, un grupo multidisciplinario de investigadores de las facultades de Ingeniería Química (FIQ), Medicina y Ciencias Químicas (FCQ) de la BUAP creó unas prótesis compuestas que tienen la función de reparar en su totalidad fracturas o imperfecciones de los huesos largos.
Marco Antonio Morales Sánchez, investigador de la FIQ y responsable de este proyecto, explicó que generalmente “los defectos provocados en los huesos por accidentes o enfermedades, como osteoporosis o cáncer, son tratados con prótesis de titanio, cuyo costo va de 10 mil hasta 30 mil pesos, y el de la cirugía más de 80 mil pesos; aunado a esto el mismo cuerpo las absorbe, por lo que el paciente tiene que tomar medicamento para evitar un envenenamiento por metales”.
Por ello, en este trabajo se buscó recrear la forma de los huesos a través de modelos de computadora, para que esos moldes fueran impresos en 3D en biopolímeros que pueden ser absorbidos por el cuerpo humano, como el ácido poliláctico (PLA), utilizado como hilo para las suturas en cirugía.
Una vez que estos andamios fueron impresos se recubrieron con calcio, lo que dio como resultado un material compuesto o mixto, el cual fue probado en ratas y sometido a un análisis dentro del tomógrafo computarizado industrial del Centro Avanzado de Pruebas Analíticas no Destructivas de la BUAP.
“Gracias a los datos y medidas cuantitativas que arrojó el tomógrafo comprobamos que la composición del material tiene una gran similitud a la de un hueso real, también corroboramos que el calcio está bien pegado al biopolímero, además de que el tamaño de los poros se encontraba en un rango de 400 a 600 micras, algo que no había sido explorado anteriormente en procesos biológicos para la reconstrucción de huesos”, señaló el investigador.
Una vez que la prótesis fue implementada en los animales se realizó la primera prueba con el tomógrafo, donde las imágenes mostraron una notable diferencia entre el biomaterial y el hueso; sin embargo, en la segunda prueba, realizada 28 días después, ya no se notaba la diferencia entre la prótesis y este.
Por su parte, Jorge Cerna Cortez, director de la FCQ, unidad académica responsable del centro, señaló que gracias a la tecnología con la que cuentan fue posible un seguimiento de la recuperación de los huesos de los ratones, sin la necesidad de sacrificarlos o de hacer cirugía en cada prueba, de tal forma que el animal era introducido en el tomógrafo para ser escaneado, a una baja intensidad de rayos x, para comprobar el grado de regeneración.
Con este proyecto desarrollado por los investigadores será posible fabricar prótesis que tengan la cualidad de volverse parte de los huesos, sin complicaciones futuras, además de regenerarlos, y que estén a un precio accesible para la gente que las necesite.
Los primeros resultados sobre este trabajo, basados en las pruebas de resistencia de las prótesis en un cuerpo, fueron plasmados en el artículo Polylactic acid/sodium alginate/hydroxyapatite composite scaffolds with trabecular tissue morphology designed by a bone remodeling model using 3D printing, que recientemente fue publicado en el volumen 54, de la revista Journal of Material Science.
Los investigadores planean escribir un segundo artículo en el que se muestren los resultados de los análisis obtenidos con el tomógrafo, acerca de la fusión de la prótesis con el hueso.
Marco Antonio Morales Sánchez, doctor en Física Aplicada por la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP, señaló que el siguiente paso es crear implantes que puedan ser probados en personas que han sufrido accidentes en los que sus huesos han quedado severamente dañados, con la intención de que puedan recuperar la movilidad.
El proyecto ya cuenta con un registro de solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial. Gracias a este, en 2017 ganaron el Premio Nacional de Ingeniería.
