UN GRUPO DE CIENTÍFICOS LOGRÓ UN AVANCE EN EL ÁREA MÉDICA: un vidrio creado con impresión 3D para favorecer la regeneración de huesos. Hasta ahora los implantes óseos solo se habían elaborado principalmente con metal y hueso de donantes, por lo que este estudio refuerza la creciente evidencia sobre el potencial de los materiales obtenidos mediante material tridimensional.
El biovidrio recientemente desarrollado, obtenido mediante métodos “ecológicos” y “rentables”, mostró eficacia como sustituto óseo en conejos, de acuerdo con una investigación revisada por pares en China y publicada en la revista científica American Chemical Society (ACS) Nano.
Los resultados indicaron que promovió el crecimiento de células óseas con mayor efectividad que el vidrio común y que un sustituto óseo ya disponible en el mercado. El componente principal del vidrio —sílice, derivado de la arena— permite mantenerlo en estado líquido y moldearlo en 3D en distintas formas, incluso replicando con exactitud la sección de hueso faltante.
No obstante, los autores del estudio advirtieron en su artículo: “La impresión 3D de cerámica o vidrio suele requerir plastificantes orgánicos de sacrificio y sinterización a alta temperatura. Estos procesos consumen tiempo y dinero, resultan potencialmente citotóxicos (dañinos para las células vivas) y pueden reducir la bioactividad y funcionalidad de los componentes inorgánicos (cerámica/vidrio)”.
Ante esta limitación, los investigadores buscaron eliminar la necesidad de emplear productos químicos tóxicos o de fundir vidrio a temperaturas superiores a 1024 °C. Su estrategia consistió en combinar partículas de sílice con carga opuesta e iones de calcio y fosfato, hasta obtener un gel de vidrio bioactivo apto para impresión.
Tras darle forma con una impresora 3D, sometieron el vidrio a un horno a 704 °C, temperatura relativamente baja, hasta alcanzar su forma final. Todo el proceso se realizó sin aditivos. El equipo evaluó el nuevo biovidrio frente a un gel de sílice simple impreso en 3D y frente a un sustituto óseo dental disponible comercialmente, al aplicarlos para reparar daños en el cráneo de conejos vivos.
El análisis multiescala de las propiedades estructurales y mecánicas proporcionó información que permitió diseñar geles coloidales resistentes, sin afectar su capacidad de autocuración. Estos geles, materiales blandos comunes en cosméticos y productos de construcción, demostraron utilidad en el campo biomédico.
“Confirmamos también la excelente capacidad de impresión, fidelidad de forma y reprocesabilidad de los geles inorgánicos”, concluyeron los autores.
Si bien se descubrió que el producto comercial existente generaba un crecimiento óseo más rápido, el biovidrio mantuvo el crecimiento durante más tiempo, según el equipo. Después de ocho semanas, la mayoría de las células óseas presentes habían crecido en la estructura de biovidrio. Sin embargo, en el vidrio liso apenas había crecimiento de células óseas.
“Esta estrategia de impresión 3D inorgánica ‘verde’ permitió la fabricación rentable y con bioactividad preservada de sustitutos óseos basados en biovidrio, lo que condujo a una mejor osteogénesis in vivo (formación ósea) y osteointegridad (el implante se fusiona con el hueso)”, escribieron los autores.
Argumentaron que el trabajo proporciona una vía para la fabricación personalizada de estructuras tridimensionales inorgánicas funcionales que se utilizarán en las industrias biomédica, de maquinaria, energética y química. Cabe señalar que se necesitará más investigación para ver cómo se traducen estos resultados en humanos. N
(Con información de Hannah Millington / Newsweek Internacional)
