Un equipo de científicos ha logrado un avance en la medicina regenerativa al desarrollar un vidrio bioactivo que se puede imprimir en 3D y que puede estimular el crecimiento de hueso nuevo.
Este material revolucionario, desarrollado por un equipo de científicos liderado por Jianru Xiao, Tao Chen y Huanan Wang y detallado en la revista ACS Nano, promete transformar la forma en que se tratan las lesiones óseas complejas, los defectos congénitos o los traumas. Este avance es significativo en la medicina regenerativa al desarrollar un vidrio bioactivo (o biovidrio) que no solo se puede imprimir en 3D para crear implantes perfectamente personalizados, sino que también es capaz de estimular el crecimiento de hueso nuevo de manera prolongada.
Si bien el vidrio y el hueso comparten propiedades mecánicas sorprendentes (ambos son muy resistentes a la compresión), el vidrio tradicional ha sido inviable para implantes. Los métodos anteriores para crear vidrio bioactivo o estructuras óseas impresas en 3D requerían temperaturas extremas superiores a 1.100 °C, lo que encarecía y complicaba el proceso. También requerían aditivos tóxicos como plastificantes orgánicos que podían ser dañinos para el cuerpo.
El equipo de investigadores abordó estos problemas combinando la ciencia de materiales con una estrategia de química coloidal.
La solución “ecológica” y personalizable
El nuevo enfoque permitió a Xiao, Chen y Wang crear un precursor de biovidrio mucho más seguro y eficiente:
- Ingredientes Bioactivos: Utilizaron partículas de dióxido de silicio (sílice) cargadas eléctricamente, combinadas con iones de calcio y fosfato. Estos iones son esenciales y conocidos por inducir el crecimiento óseo (osteogénesis).
- Impresión 3D a Baja Temperatura: Esta mezcla formó un hidrogel imprimible con propiedades de autocuración que permitió fabricar andamios complejos con la forma exacta del hueso faltante de un paciente. Lo más importante es que el material se pudo curar y endurecer a una temperatura comparativamente baja, alrededor de 700 °C.
- Implantes a Medida: La impresión 3D facilita la creación de implantes específicos para cada paciente, garantizando un ajuste perfecto para defectos óseos complejos en ortopedia, traumatología y odontología.
Para probar la eficacia del material, el equipo realizó experimentos con modelos de conejos con defectos en el cráneo. Los resultados fueron prometedores:
Crecimiento Sostenido: El andamio de vidrio bioactivo superó al vidrio de sílice puro en su capacidad para fomentar la colonización y el crecimiento de células óseas. Después de ocho semanas, se observó una población celular robusta y estable en el biovidrio.
Durabilidad a Largo Plazo: Aunque un producto comercial de referencia promovió un crecimiento inicial más rápido, el biovidrio desarrollado por el equipo de Xiao, Chen y Wang destacó por su mayor estabilidad a largo plazo y su capacidad para sostener la regeneración de tejido de forma más duradera.
Este enfoque representa una vía de impresión 3D inorgánica “verde” que equilibra la integridad mecánica con una bioactividad superior, ofreciendo una alternativa rentable, práctica y segura para el futuro de las prótesis óseas.
Con información de ACS Nano
