Regeneración de hueso con células madres e impresión 3D

Dr. Pedro Aravena, académico e investigador de la Facultad de Medicina UACh y director médico de Clínica Menta.

El hueso es un tejido que sostiene nuestro cuerpo y todos nuestros órganos, fuente inagotable de minerales y formadora de las células de la sangre. Su metabolismo es dinámico y está en constante reemplazo durante toda la vida lo cual se ve afectado con el aumento de edad o la aparición de patologías autoinmunes, tumores, traumas o fracturas.

En los últimos años existe un aumento considerable de las patologías óseas que van en primer lugar la osteoporosis y la osteoartritis, afectando principalmente a mujeres mayores y contribuyendo significativamente a la morbilidad en la población adulta mayor lo que conlleva a fracturas de cadera, muñeca, columna y tobillo. El tratamiento habitual de la fractura es la fijación con tornillos y placas de los segmentos óseos y en caso de pérdida de tejido se hace el reemplazo del segmento mediante uso de prótesis de titanio, acero quirúrgico o injertos de hueso de donantes y de biomateriales. Sin embargo, para acceder a estos materiales quirúrgicos los pacientes deben recurrir a altos gastos. Por ejemplo, en Estados Unidos una cirugía de reemplazo de cadera varía entre 30 a 50 millones de pesos chilenos. En Chile, esta cirugía está subsidiada por las Garantías Explícitas en Salud GES. Sin embargo, el usuario debe pagar un 24 a 27% de la cirugía, incluyendo el biomaterial a usar.

Los altos costos de estos biomateriales se deben principalmente a que las empresas farmacéuticas que lo fabrican son extranjeras, quienes usan huesos de donantes u otras especies o sintetizan materiales a partir de partículas minerales similares a los que tiene el hueso, las cuales requieren de complejos procesos de laboratorio para que puedan ser usados en otros sujetos.

En este contexto, nace el proyecto “OsteoPrint, Innovación en regeneración ósea para adultos mayores”, y que cuenta con el financiamiento Innova Región de Fomento Los Ríos y FONDECYT del Ministerio de Ciencia y Tecnología. El objetivo de este proyecto es regenerar hueso utilizando un material biodegradable de una matriz ósea creada por impresión 3D que sea segura, efectiva y que esté al alcance de la población de adultos mayores.

Este proyecto contempla tres fases. En la primera fase debemos tener un biomaterial que permita inyectar en el paciente y sobre éste que las células del propio cuerpo formen hueso. En este sentido y en colaboración con el Laboratorio de Polímeros de la UACh, liderado por el Dr. Mario Flores, hemos encontrado un polímero que permite ser usado en humanos y que, mejorando sus propiedades químicas pueda formar hueso sin rechazo del sujeto.

En una segunda fase del proyecto, usamos este polímero en el laboratorio y cultivamos células madres de pacientes obtenidas desde la encía y la hacemos crecer en un medio similar al que crece y se forma el hueso. Finalmente, cuando estas fases se hayan logrado, usamos modelos 3D obtenidos a partir del escáner radiográfico de los pacientes que necesitan de hueso, diseñando el segmento, imprimiendo con este polímero biocompatible y tratado químicamente para que pueda ser insertado en el propio paciente. En esta fase usaremos como modelo de falta de hueso la pérdida de dientes y huesos de los maxilares, considerando mi experiencia como dentista y especialista en implantología, lo que facilita el acceso de pacientes de estudio y el análisis en el laboratorio de la cantidad y calidad de hueso formado.

En este caso, esperamos finalmente que los pacientes puedan rehabilitar sus dientes con implantes dentales insertos en un nuevo hueso de manera más precisa y más barata en comparación con el uso de injertos o huesos artificiales que se ofrecen actualmente.

Llevamos 5 años de investigación y al día de hoy se ha logrado encontrar el polímero y la fórmula ideal del biomaterial que permite que las células madres de pacientes donantes crezcan y formen hueso. La novedad de este producto es que es una matriz funcional, biocompatible, biodegradable, de fabricación individualizada, económica y ecológica diseñada según la anatomía de cada paciente y comparativamente más económica a los biomateriales existentes en el mercado, marcando una diferencia en el tratamiento de pacientes que requieren regeneración ósea, proporcionando una solución efectiva, rápida, más económica y segura a los profesionales de la salud.

Este estudio aún está abierto a la comunidad. Quienes estén interesados en participar, pueden contactar a los investigadores al correo electrónico paravena@uach.cl o llamando para una cita de evaluación al +569 9403 6369