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Cartílago desgarrado regenerador
Un nuevo biomaterial desarrollado por Cartilix , una empresa de biotecnología con sede en Foster City, CA, podría mejorar drásticamente la tasa de éxito de la cirugía de reparación del cartílago de la rodilla, haciendo que el procedimiento sea más accesible para los pacientes con problemas de rodillas. El nuevo material, llamado ChonDux, consiste en un hidrogel de polímero que, cuando se inyecta en la rodilla durante la cirugía, guía la regeneración del cartílago al estimular las células reparadoras del cuerpo.
Relleno de rodilla: Un biomaterial desarrollado por Cartilix, llamado ChonDux, podría mejorar la cirugía de microfractura actual destinada a reparar el cartílago de la rodilla dañado. Durante el procedimiento, el cirujano aplica un bioadhesivo (que se muestra en azul) en la cavidad donde falta el cartílago. Luego, se perforan pequeños orificios (rojos) en el hueso junto a la cavidad y se rellenan con hidrogel (líneas onduladas). La luz UVA se ilumina sobre el material, lo que hace que el polímero se endurezca de un líquido viscoso a un gel (líneas entrecruzadas).
La cirugía de rodilla mínimamente invasiva conocida como microfractura, en la que un cirujano perfora agujeros en la rodilla para estimular la regeneración del cartílago perdido por el desgaste, se ha vuelto cada vez más popular entre los atletas en los últimos años. Varios jugadores de baloncesto profesionales, incluidos Greg Oden de los Portland Trail Blazers y Amare Stoudemire de los Phoenix Suns, se han sometido al procedimiento, lo que ha contribuido a aumentar su popularidad. Sin embargo, la tasa de éxito del procedimiento varía drásticamente, dice Norman Marcus , cirujano ortopédico del Virginia Cartilage Institute, en Springfield, VA. Entre los atletas jóvenes que tienen pequeños defectos en el cartílago de la rodilla, la microfractura funciona hasta el 75 por ciento de las veces. Sin embargo, ese número se reduce al 50 por ciento en pacientes mayores, dice Marcus.
Marcus, director médico de Cartilix, y sus colegas esperan mejorar el procedimiento y hacerlo más accesible para la población más grande de baby boomers. A medida que las personas envejecen, muchas se ven obligadas a reducir sus actividades físicas debido a las articulaciones inflamadas y dolorosas causadas por el deterioro del cartílago de la rodilla que se produce con la edad o como resultado de una tensión o una lesión repetitiva. Marcus espera poder tratar a estos pacientes antes de que desarrollen osteoartritis en toda regla. El objetivo es identificar esa gran población que quiere estar activa durante toda su vida, dice.
Durante la microfractura, un cirujano usa un punzón especial para perforar una serie de pequeños orificios en el hueso debajo del área del cartílago faltante. La médula ósea que contiene células madre se filtra en el área dañada y forma un coágulo. El coágulo libera células madre, que se diferencian en células de cartílago y forman gradualmente tejido nuevo. Sin embargo, debido a que el tejido nuevo es cartílago cicatricial, no cartílago verdadero, es posible que no tenga la misma durabilidad y resistencia que el tejido original, lo que probablemente contribuya a la alta tasa de falla de las microfracturas.
ChonDux consiste en un hidrogel hecho de polietilenglicol, un polímero comúnmente utilizado en una variedad de productos médicos, y un bioadhesivo para mantener el hidrogel en su lugar después de la inyección. Primero, el cirujano recubre el interior de la cavidad donde falta el cartílago con el bioadhesivo y luego, como en una microfractura, perfora pequeños orificios en el hueso próximo a la cavidad. Luego, el cirujano llena el espacio vacío con el hidrogel e ilumina el material con luz UVA, lo que hace que el polímero se endurezca de un líquido viscoso a un gel. El coágulo de sangre que se forma a partir de la microfractura queda atrapado en el hidrogel.
Uno de los mayores problemas con el trasplante de biomateriales es lograr que el material, en su mayoría acuoso, se pegue en un espacio muy resbaladizo, dice Jennifer Elisseeff , ingeniero biomédico de la Universidad Johns Hopkins, que desarrolló ChonDux y cofundó Cartilix. En este caso, el adhesivo consiste en condroitín sulfato, un componente natural del cartílago que se modifica químicamente para unirse al cartílago sano que rodea el defecto, así como al hidrogel. Actúa como una imprimación que ayuda a que la pintura se adhiera a la pared, dijo Elisseeff en un panel en la reciente conferencia EmTech en Cambridge, MA. El adhesivo evita la formación de cicatrices entre el cartílago nuevo y el viejo.
Elisseeff, que fue miembro de TR35 de Technology Review en 2002, y su equipo han probado el material en conejos y cabras y han descubierto que más células de la médula ósea quedan atrapadas en el coágulo de sangre cuando el hidrogel está presente, en comparación con la microfractura realizada sin el gel. Los investigadores también notaron que los defectos se llenan más rápido con el biomaterial que sin él, y que el tejido recién formado se parece más al cartílago verdadero.
Los resultados de un pequeño ensayo clínico en Europa también parecen prometedores. Según los hallazgos presentados en EmTech, las exploraciones por resonancia magnética de la rodilla seis meses después del procedimiento mostraron que los pacientes que recibieron el hidrogel habían crecido más tejido que los que se sometieron a una microfractura tradicional y reportaron menos dolor. Cartilix espera enviar los datos de su estudio europeo a la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) y comenzar una prueba en humanos más grande en los Estados Unidos.
Si bien hay una serie de estudios sobre diferentes transportadores, como hidrogeles y otros biomateriales, que pueden mantener las células en su lugar y hacer crecer el cartílago, lo emocionante de este trabajo es que este bioadhesivo puede mantener el hidrogel en su lugar con bastante fuerza, dándole tiempo. para regenerar el cartílago, dice Farshid Guilak , ingeniero biomédico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. Y debido a que el biomaterial no necesita ser sembrado con células antes de la inyección, una estrategia que muchos grupos de investigación están investigando, podría ser más fácil para Cartilix obtener la aprobación de la FDA para el material.
Elisseeff también está adaptando sus biomateriales para otras aplicaciones. Por ejemplo, recientemente obtuvo la licencia de parte de su tecnología para Productos biofarmacéuticos de Kythera , una empresa con sede en Calabasas, CA, que se especializa en medicina cosmética. La empresa está utilizando los materiales de Elisseeff para desarrollar rellenos cosméticos activados por luz que duran mucho más que los que se encuentran actualmente en el mercado. Estos rellenos, que normalmente se inyectan en la piel a lo largo de los lados de la boca para minimizar las arrugas causadas por el envejecimiento, tienden a tener una vida útil corta. A los pacientes a menudo se les repite el procedimiento varias veces al año.
Con nuestros materiales, iluminamos [el área de la piel] que se inyectó y reticulamos los materiales para que no se degraden tan rápido, dice Elisseeff. Ella dice que Kythera planea probar los rellenos cosméticos en pacientes en un par de meses. El primer estudio piloto se llevará a cabo en Beverly Hills.