Las micropartículas generadoras de oxígeno estimulan la reparación ósea

Los andamios de biomateriales diseñados con células incrustadas para tratar traumatismos relacionados con los huesos, como fracturas graves, pueden sufrir falta de oxígeno, especialmente cuando se requiere un implante grande. Un suministro de oxígeno es vital no solo para catalizar el metabolismo celular y la regeneración de tejidos, sino también para favorecer el desarrollo de vasos sanguíneos, colágeno y otros componentes de la matriz extracelular. La introducción de la capacidad de liberar oxígeno en los implantes ofrece un enfoque potencial para mejorar la ingeniería y la regeneración del tejido óseo.

Recientemente, los investigadores han desarrollado hidrogeles que incorporan micropartículas generadoras de oxígeno (OMP) que impulsan la diferenciación de células madre humanas en osteoblastos, aumentando así el potencial de la medicina regenerativa [Hassan et al., Biomaterials 300 (2023) 122179].

Como resultado de las limitaciones en la biofabricación, todavía no es posible fabricar implantes vivos de tamaño clínico que puedan mantenerse durante más de un par de semanas o tener éxito como posibles biomateriales para uso a largo plazo', explica Shabir Hassan de la Universidad Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos, primer autor del estudio.

Junto con colegas de instituciones prestigiosas, incluyendo la Escuela de Medicina de Harvard y el Instituto Broad del MIT y Harvard, los investigadores han desarrollado una plataforma que no solo proporciona un microambiente oxigenante que induce la vascularización, sino que también posee propiedades mecánicas adaptables. Las OMP basadas en peróxido de calcio liberan oxígeno durante un período prolongado, mientras que las nanopartículas de silicato aportan robustez mecánica.

Se ha demostrado que las células madre introducidas en la plataforma pueden diferenciarse en tejidos específicos, como hueso o cartílago, dependiendo de las condiciones ambientales. In vitro, los investigadores observaron que las OMP mejoran la supervivencia y la proliferación celular, mientras que la autooxigenación favorece una mayor vascularización.

Al introducir micro-materiales oxigenantes, nuestra plataforma puede utilizarse para fabricar tejidos más gruesos y, al cambiar las condiciones ambientales, [podemos] elegir si fabricamos hueso o cartílago, afirma Hassan.

Los investigadores creen que los implantes oxigenantes durante el período inicial del desarrollo vascular son particularmente cruciales. La incorporación de biomateriales generadores de oxígeno en las estructuras de implantes es un enfoque prometedor para mejorar los resultados en la formación de tejido vivo funcional en el tratamiento de traumatismos óseos.

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