Los huesos son órganos complejos cuya función es mantener la estabilidad corporal y ofrecer protección a los órganos internos. Enfermedades y lesiones traumáticas pueden afectar las funciones óseas, por lo tanto, es muy importante tratar de recuperar esas funciones de manera rápida y eficiente. El uso de trasplantes autógenos, que son aquellos extraídos del propio paciente, es el “padrón oro” en términos de recuperación de funciones, a pesar de su baja disponibilidad y riesgo de transmisión de enfermedades limita su uso. En esas condiciones, el desenvolvimiento de injertos sintéticos tiene gran importancia en el desenvolvimiento de tratamientos con desempeños similares a los autógenos sin los riesgos asociados.
Dentro de los tipos de materiales utilizados para la incorporación de iones, están las cerámicas, que tiene como ventaja la gran semejanza de algunos compuestos, como la hidroxiapatita, con los materiales encontrados en los huesos naturales. Como desventaja de estos materiales, está la baja tasa de degradación y reabsorción debido a su alta cristalinidad.
Entre los polímeros más usados para la aplicación biomédica, están los polisacáridos como alginato y proteínas naturales como el colágeno, a pesar de que algunos tipos de polímeros son menos susceptibles a incorporar iones en su composición.
Los metales son más susceptibles a la incorporación de iones, que generalmente son metálicos también, debido a la naturaleza metálica de ambos materiales. Sin embargo, las interacciones entre los iones liberados y el ambiente húmedo en que se encuentran pueden llevar a problemas de corrosión que necesitan ser controlados.
Algunos iones que normalmente son agregados hacen parte de la composición natural de los huesos. Agregar iones de Ca2+, Cu2+, Sr2+, Mg2+, Zn2+, y B3+ en biomateriales, causó una mejoría en la osteogénesis y una mejor regeneración ósea en general. Entre algunos efectos, agregar cobre mejoró la diferenciación ostegénica en estudios in vitro. El cobalto también estimuló la angiogénesis, que es el proceso de formación de vasos sanguíneos, contribuyendo con el proceso de ostegénesis. El silicio mostró efectos significativos en la mineralización ósea y en la osteogénesis. La figura 1 muestra una ilustración de los efectos de los iones en las diferentes fases de la osteoblastogénesis y osteoclastogénesis.
Figura 1 - Ilustración esquemática de los efectos de los iones en las diferentes fases da osteoblastogénesis y osteoclastogénesis. Fuente: (BOSCH-RUÉ, DIEZ-TERCERO, et al., 2021)
En general, diferentes iones muestran diversos efectos en el proceso de la ostegénesis y los recientes desarrollos de materiales biomédicos que incorporan estos iones mostraron un gran potencial para estimular la regeneración de tejidos óseos, a pesar de que es necesario desarrollar mecanismos para efectuar una liberación controlada y bajo demanda de estos iones.
BOSCH-RUÉ, E., DIEZ-TERCERO, L., GIORDANO-KELHOFFER, B., et al. Biological Roles and Delivery Strategies for Ions to Promote Osteogenic Induction. Frontiers in Cell and Developmental Biology. [S.l.], Frontiers Media S.A. , 14 jan. 2021.
Redaccion: Gustavo Xavier Peres - UTFPR
