Cuenta atrás para la llegada de los sustitutos de los autoinjertos

Hoy por hoy, el tratamiento de los defectos óseos como consecuencia de traumatismos con gran pérdida ósea, pseudoartrosis o infección se hace mediante injertos del hueso del propio paciente o de cadáver.

Pero ambos tienen limitaciones. Así, en el caso del autoinjerto, aunque sigue siendo la mejor solución frente a los defectos óseos por su capacidad para estimular la formación de hueso nuevo, «no siempre se puede extraer la cantidad suficiente, y hay que tener en cuenta el daño que le podamos causar al paciente», explica a A TU SALUD Lorena García-Lamas, especialista en Cirugía Ortopédica y Traumatología del Hospital 12 de Octubre e investigadora del Instituto de Investigación del hospital.

Otra opción son los aloinjertos, léase injertos de cadáver de bancos de huesos. Pero no promueven la formación de hueso nuevo, dados los procesos a los que han de ser sometidos para poder ser empleados y disminuir así «el riesgo de transmisión de enfermedades», añade.

Por eso cada vez son más los investigadores que buscan encontrar equivalentes tisulares capaces si no de sustituir el autoinjerto en todos los casos, sí disminuir la necesidad del mismo. «Esperamos conseguir un biomaterial que tenga las mismas características en cuanto al potencial de regeneración ósea del autoinjerto sin la morbilidad que supone su obtención para el paciente y sin la limitación de la cantidad y con más capacidad de reparación ósea que el aloinjerto», explica.

La cuenta atrás para la llegada de los nuevos biomateriales ya ha empezado. De hecho, se están probando y los resultados in vivo son cada vez más prometedores.

Se trata de apatitas y vidrios mesoporosos bioactivos enriquecidos. En los estudios realizados in vivo por la doctora García-Lamas e in vitro, por el equipo del doctor Antonio Jesús Salinas, de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid y del Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre e investigador principal del proyecto, ambos materiales han demostrado ser biocompatibles, bioactivos y reabsorbibles en distinta medida, es decir capaces de desaparecer una vez han cumplido su función como soporte, además de integrarse con el tejido receptor.

García-Lamas y Salinas acaban de publicar una investigación sobre materiales de biocerámicas en la revista «Acta Biomateralia».

Ensayo en conejos

En su último ensayo, avanzando a este suplemento, la investigadora observó cómo al sustituir parte del radio del conejo por biomateriales enriquecidos se consiguió que durante 12 semanas aumentara la generación ósea de este mamífero lagomorfo.

Y no solo. Al emplear varios tipos de biomateriales enriquecidos en el campo de la Cirugía ortopédica, otra de las conclusiones es que los vidrios bioactivos mesoporosos representan ya de por sí un avance significativo en el campo de los sustitutos óseos sintéticos, especialmente en el caso de los enriquecidos con osteostatina para la regeneración de defectos óseos.

Y es que el empleo de estos materiales sintéticos enriquecidos hace que el hueso se forme antes que frente al mismo material no enriquecido, con el defecto sin rellenar y con el autoinjerto.

Además, estos nuevos biomateriales tienen otras ventajas, como que «no crearán rechazo en los pacientes porque antes se testan in vitro. Es decir, hacemos ensayos para ver la compatibilidad con las células y ver cómo se degrada. El siguiente paso es implementarlo in vivo en modelo animal para evaluar si causa toxicidad en tejidos (adyacentes) y cómo interactúa», detalla la investigadora.

Y lo cierto es que «en todos los estudios que hemos hecho los nuevos biomateriales no causan toxicidad en el tejido del huésped», asegura García-Lamas, que añade que han de ser «biocompatibles y adaptables (manipulables) al defecto para que encaje bien en la zona a implantar y que sean porosos para que puedan entrar vasos sanguíneos y células».

Hace años, los primeros materiales eran macizos (biocerámicas basadas en fosfato de calcio por su composición similar a la del hueso), y durante las últimas décadas se están diseñando con una estructura tridimensional porosa para que los vasos sanguíneos crezcan y las células osteoformadoras colonicen el biomaterial para que se forme el hueso.

«Los vidrios bioactivos al implantarse se disuelven parcialmente y sobre la superficie se forman las apatitas, unos cristales muy pequeños que tenemos en huesos y también en dientes», explica Salinas.

Estos vidrios mesoporosos no «solo» son los materiales sintéticos con mayor bioactividad (lo que permite que se forme el hueso antes), sino que, además, presentan poros macroscópicos y nanoporos, lo que los hace óptimos para cargarlos con biomoléculas y fármacos con actividad biológica como el estroncio o la osteostatina, elementos que favorecen la formación de hueso y la cicatrización.

«Hemos probado a añadir zinc, cobre y ahora estroncio, que se sabe que tiene diferentes ventajas como que aumenta la capacidad osteogénica (formación de hueso nuevo) y al que hemos añadido bactericidas», detalla Salinas.

Todo un paso de gigante frente a los vidrios que se conocen desde los años 70 y que tenían un elevado contenido en silicio, los vidrios bioactivos con poco contenido en silicio o los vidrios mesoporosos de 2005, unos vidrios con todos los poros del mismo tamaño y ordenados, lo que permite que sea más fácil rellenarlos de fármacos o biomoléculas pequeñas con las características que se quieren inducir al material.

Por eso Salinas no tiene duda: «Nuestros biomateriales tienen una bioactividad mucho mayor que cualquier otro biomaterial sintético. Pueden tardar solo ocho horas en iniciar la formación de hueso frente a los tres o siete días que tarda un material que ya se considera muy bioactivo. Es un auténtico récord».

En cuanto a los candidatos, no importaría la edad, ahora bien el tejido óseo nuevo no crece a la misma velocidad con 10 años que con 70, pero «crece siempre», hace hincapié García-Lamas. Es decir, que su potencial para unir una parte con otra, prosigue, sería la misma y lo que cambiaría con la edad sería «la densidad».

Estos biomateriales aún son inferiores al autoinjerto óseo, aunque están cerca de obtener tasas de formación de hueso nuevo que permita su utilización en pacientes. Lo que supondría todo un hito, ya que así se evitaría dolor al paciente, se acabaría con el límite de la cantidad máxima de hueso a extraer.

«Nuestro objetivo es conseguir materiales cuyo comportamiento se parezca al autoinjerto. Hoy, nuestros materiales muestran una capacidad de formación ósea todavía inferior al hueso natural, pero significativamente superior a los biomateriales que se están utilizando», asegura Salinas.

Eso se debe a que los biomateriales que se usan hoy son los que se diseñaron en los años 90: la hidroxiapatita y el fosfato tricálcico. El primero es un material bioactivo y el segundo soluble. El primero no tiene poros y tiene una reactividad mucho menor que la nuestra. El segundo se disuelve y se crean poros que nosotros ya tenemos en nuestros nuevos biomateriales», detalla Salinas. Lo que hace ganar tiempo; es decir, que se forme antes el hueso.

Entonces, ¿cuál es el problema? La falta de financiación. «Las cantidades de dinero que se necesitan para pasar a la fase 3 son muy elevadas», incide Salinas.

El futuro es prometedor, también en lo económico, por su potencial empleo en Cirugía Ortopédica (por ejemplo, en EE UU unas 100.000 personas necesitan tratamiento de defectos óseos al año) y también en Odontología.

«Nuestros vidrios se unen al hueso y también a los tejidos blancos (a las encías). Eso es una ventaja muy grande porque si tienes periodontitis el dentista rascará, pero si hay más de seis milímetros de separación entre la encía y el diente tendrá que poner vidrios que solo unen al diente y en un futuro usar nuestros vidrios que se unen al diente y a la encía sujetándolos con unas membranas».