211service.com
Regeneración del cartílago perdido
La clave para convencer a las células de que se regeneren podría ser hacerles las cosas un poco difíciles. Thomas Webster , bioingeniero de la Universidad de Brown, ha estado desarrollando materiales implantables con texturas a nanoescala para imitar la rugosidad de los tejidos vivos.
Cartílago en crecimiento: Una célula de cartílago crece sobre una superficie texturizada cubierta con nanotubos de carbono.
Ahora, su equipo ha descubierto que las células del cartílago pueden adherirse y crecer más densamente en una superficie cubierta con nanotubos de carbono, particularmente cuando también están expuestas a estimulación eléctrica. Webster cree que las superficies que incorporan nanotubos de carbono, que no solo tienen textura sino que también son conductores de electricidad, podrían ser una estrategia prometedora para diseñar implantes de cartílago.
El cartílago tiene una capacidad limitada para curarse por sí mismo, por lo que la pérdida o lesión del tejido amortiguador es un problema de salud importante. Muchos laboratorios de investigación han desarrollado materiales que imitan las propiedades del cartílago, así como andamios que pueden sembrarse con células de cartílago fuera del cuerpo y luego implantarse en el sitio de la pérdida de cartílago. Pero uno de los problemas clave es conseguir que el cartílago nativo del paciente, un material esponjoso y bastante inerte que carece de su propio suministro de sangre, se adhiera e integre con un implante.
Para construir una superficie más amigable con las células, el equipo de Webster utilizó nanotubos de carbono, que tienen una superficie rugosa y también conducen la electricidad con facilidad. Los investigadores mezclaron los nanotubos en láminas de policarbonato de uretano, un polímero aprobado por la FDA. Cuando cultivaron células de cartílago en estas hojas, las células crecieron más densamente en la superficie rugosa que en una superficie lisa de policarbonato.
Las células crecieron aún más rápido cuando los nanotubos fueron estimulados eléctricamente, aunque no está claro por qué. La mayoría de la gente cree que está cambiando el potencial de membrana de las células, dice Webster, lo que aumentaría la cantidad de iones de calcio, una señal celular importante, que fluye hacia la célula.
¿Por qué parece que a las células les gustan las superficies rugosas? Webster cree que las nanoestructuras cambian las propiedades superficiales de un material, ayudándolo a atraer proteínas a las que se adhieren las células. Su trabajo en la creación de una superficie nanoestructurada para implantes óseos ha sido autorizado por una empresa emergente llamada Nanovis, que espera llevarlo a ensayos en humanos. El equipo de Webster también ha demostrado que las células del tejido vascular se pueden adherir mejor a las superficies nanotexturizadas, lo que podría usarse para diseñar mejores stents vasculares. Él cree que los nanotubos de carbono podrían incorporarse a los materiales utilizados para fabricar implantes de cartílago.
Pero Jennifer Elisseeff , ingeniero de tejidos de la Universidad Johns Hopkins, se muestra escéptico de que el estudio actual, en el que se cultivan células de cartílago en una sola capa, tenga todavía alguna relevancia para la regeneración del cartílago. El cartílago realmente necesita un andamio tridimensional, explica, y puede ser difícil traducir cómo se comportan las células en una superficie plana a cómo se comportan en un tejido tridimensional. El equipo de Webster está examinando actualmente si las células cultivadas de esta manera son funcionalmente activas como células de cartílago y si se pueden combinar en múltiples capas.