Científicos hacen crecer un nuevo cartílago articular usando campo magnético e hidrogeles


Científicos hacen crecer un nuevo cartílago articular usando campo magnético e hidrogeles
Ref. Fotografia: Ilustración. Foto: Gettyimages.ru

Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania (EE.UU.) ha demostrado una nueva forma de reconstruir tejidos corporales complejos con el uso del campo magnético e hidrogeles. El nuevo método, descrito en un artículo publicado en Advanced Materials, podría dar soluciones más duraderas para lesiones comunes, como la degeneración del cartílago.

Los autores del estudio descubrieron que gracias al campo magnético e hidrogeles se pueden organizar objetos, como las células, de manera que puedan generar tejidos nuevos y complejos sin tener que alterar las propias células. En la práctica actual se agregan las partículas magnéticas a las células para que respondan a un campo magnético, pero esto puede tener efectos no deseados a largo plazo sobre la salud celular.

"En su lugar, manipulamos el carácter magnético del entorno que rodea las células, lo que nos permite ordenar los objetos con imanes", ha explicado la primera autora del estudio, Hannah Zlotnick, estudiante de posgrado en Bioingeniería que trabaja en el Laboratorio de Investigación Ortopédica McKay de la Universidad de Pensilvania.

Beneficios del nuevo método

El nuevo enfoque podría ofrecer soluciones más eficaces, en particular, para lesiones de los tejidos como el cartílago, que cuando se rompe provoca inestabilidad articular o dolor. A menudo, el daño no es total, sino que afecta un área, formando un agujero. Actualmente este problema se resuelve llenando esos huecos con materiales sintéticos o biológicos que funcionan, pero se desgastan con el tiempo porque no son exactamente del mismo material o estructura.

"Hay un gradiente natural desde la parte superior del cartílago hasta la parte inferior, donde entra en contacto con el hueso", explica Zlotnick, precisando que en la superficie el cartílago tiene una alta cantidad de células, pero donde el cartílago se adhiere al hueso, más adentro, la presencia celular es baja.

El líquido magnético agregado a una solución de hidrogel tridimensional, las células y otros objetos no magnéticos, incluidas las microcápsulas de administración de medicamentos, pueden organizarse en patrones específicos que imitarán el tejido natural mediante el uso de un campo magnético externo.

Después de un breve contacto con el campo magnético, la solución de hidrogel y los objetos en ella se exponen a la luz ultravioleta en un proceso llamado 'fotoentrecruzamiento' que los bloquea en la posición adecuada. Luego la solución magnética se difunde y los tejidos diseñados mantienen el gradiente celular necesario.

Con esta técnica de magneto-patrones, el equipo pudo recrear un cartílago articular, el tejido que cubre los extremos de los huesos. Si bien la técnica se restringió a estudios in vitro, los más básicos, es el primer paso hacia soluciones eficientes en sujetos vivos.

"Este nuevo enfoque se puede utilizar para generar tejidos vivos para su implantación a fin de corregir defectos localizados del cartílago, y algún día puede extenderse para generar superficies articulares vivas", concluyó Robert Mauck, director del Laboratorio McKay y profesor de Cirugía Ortopédica y Bioingeniería.