Estudios in vitro e in vivo de la biocompatibilidad y oseointegración de biomateriales metálicos con potencial aplicación ortopédica: aportes de las ciencias morfológicas a la biomedicina

TANO DE LA HOZ M.F.; KATUNAR M.R.; GOMEZ SANCHEZ A.; CARRIZO S.; MARTÍNEZ GUADALUPE; DI MEGLIO, L.; MALVESTITI, L; HANKOVITS, M; SALEMME ALONSO L.; OTAZ M.A; BALLARRE J.; DÍAZ A.O.; CERÉ, S.

Mar del Plata

Taller; IV Taller Argentino de Morfología de Vertebrados; 2022

Para que un implante sea exitoso in vivo se requiere una interacción bioquímica y mecánica fuerte entre la superficie del material y el tejido óseo circundante. Estas interacciones son críticas dentro las primeras horas y determinan el éxito de la biointegración. El principal objetivo en el área de la ingeniería del tejido óseo es el desarrollo de biomateriales que sean osteoconductores, osteoinductores y mecánicamente compatibles con el hueso huésped. De este modo, se espera que los biomateriales brinden estabilidad mecánica y una interfaz adecuada para la adhesión celular y la remodelación de la matriz extracelular, permitiendo la integración de la superficie con el tejido circundante. En base a lo anterior, la evaluación de las características morfológicas del tejido peri-implantar y de los factores que influyen en la reparación ósea a nivel la interfaz tejido/biomaterial es esencial para el éxito clínico de un implante. Por lo tanto, las investigaciones biológicas mediante pruebas in vitro e in vivo son fundamentales para obtener una imagen global de la biocompatibilidad del material y la calidad del tejido neo formado. La realización de estos ensayos requiere de un equipo de trabajo multidisciplinario con la participación de profesionales del área de la ingeniería, la biología, la biomedicina, la química y la física. En la División Electroquímica Aplicada del Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA, CONICET-UNMDP) existe una línea de investigación dedicada al estudio y desarrollo de biomateriales a fin de favorecer la recuperación de la funcionalidad del tejido óseo. En particular, se estudian materiales metálicos para el desarrollo de implantes temporarios y permanentes, principalmente para fijación de fracturas. La primera etapa en el desarrollo de esta línea de investigación se centra en la modificación superficial del material, mediante recubrimientos protectores y bioactivos o tratamientos superficiales de oxidación y electrodeposición, para mejorar la adherencia del implante al tejido óseo y promover la formación de hueso nuevo. Estos materiales son posteriormente caracterizados, mediante ensayos in vitro, respecto a sus propiedades y comportamiento de corrosión en fluidos fisiológicos simulados. Luego, los materiales que presentan características adecuadas son evaluados en contacto con cultivos celulares, para determinar la influencia de la superficie en el reconocimiento y adhesión celular. Finalmente, los materiales que pasan a la fase de evaluación in vivo son implantados en ratas Wistar adultas. Estos ensayos finales permiten evaluar la capacidad del nuevo material de inducir la generación de hueso en el entorno del implante y estudiar la calidad del tejido óseo generado. De esta manera, el grupo se propone ampliar la disponibilidad de materiales y tecnologías para la reparación y regeneración del tejido óseo, de manera de acelerar el proceso de oseointegración y mejorar la tasa de éxito clínico de los implantes.