El recubrimiento de implantes de cadera puede reducir el riesgo de falla prematura

A pesar de que prótesis artificial de cadera o rodilla están diseñados para durar varios años, aproximadamente el 17% de los pacientes que reciben una necesidad total de reemplazo articular cirugía de reemplazo temprano - un procedimiento que puede causar complicaciones graves para pacientes de edad avanzada.
Para ayudar a minimizar la necesidad de estas operaciones, un equipo de ingenieros químicos en el MIT ha desarrollado un nuevo recubrimiento para implantes eso podría ayudarles a adherirse mejor al hueso del paciente, previniendo la falla prematura.
El estudio se publica en la revista Materiales avanzados.
Paula Hammond, profesora de ingeniería de David H. Koch en el MIT y autora principal del estudio, explicó:

"Esto permitiría que el implante dure mucho más tiempo, hasta su vida natural, con un menor riesgo de falla o infección".

De acuerdo con Hammond y el autor principal Nisarg Shah, un estudiante graduado en el laboratorio de Hammond, el recubrimiento también podría usarse para mejorar los implantes dentales y ayudar a curar las fracturas.
En la actualidad, las caderas y las rodillas artificiales se aseguran con cemento óseo, un polímero que se asemeja al vidrio cuando se endurece. Sin embargo, en algunos pacientes, este cemento se rompe causando que el implante se desprenda del hueso. Como resultado, el paciente experimenta pérdida de movilidad y dolor crónico.
Shah dijo:
"Por lo general, en tal caso, el implante se retira y se reemplaza, lo que causa una tremenda pérdida de tejido secundario en el paciente que no hubiera sucedido si el implante no hubiera fallado.
Nuestra idea es evitar fallas mediante el recubrimiento de estos implantes con materiales que puedan inducir a un hueso nativo que se genera dentro del cuerpo. Ese hueso crece en el implante y ayuda a fijarlo en su lugar ".
El nuevo recubrimiento consiste en una película muy fina que tiene entre 100 nanómetros y un micrón de espesor. Se compone de capas de materiales que ayudan a estimular un crecimiento rápido del hueso, como la hidroxiapatita, un componente natural del hueso que está hecho de calcio y fosfato. Este material atrae a las células madre mesenquimales de la médula ósea y proporciona una interfaz para la formación de hueso nuevo, mientras que la otra capa libera un factor de crecimiento que estimula a las células madre mesenquimales a transformarse en células productoras de hueso llamadas osteoblastos.
Después de la formación, los osteoblastos generan hueso nuevo para rellenar los espacios que rodean el implante, asegurándolo al hueso existente. Según los investigadores, tener tejido sano en este espacio crea una unión más fuerte y reduce considerablemente el riesgo de infección bacteriana alrededor del implante.
Shah explicó:

"Cuando se utiliza cemento óseo, se crea un espacio muerto entre el hueso existente y el tallo del implante, donde no hay vasos sanguíneos. Si las bacterias colonizan este espacio, seguirían proliferando, ya que el sistema inmunitario es incapaz de alcanzarlos y destruirlos. el recubrimiento sería útil para evitar que eso ocurra ".

El equipo destaca que, aunque lleva un mínimo de dos a tres semanas para que el hueso complete y asegure el implante, los pacientes podrían caminar y realizar fisioterapia durante este período.
Aunque se han realizado esfuerzos previos para recubrir implantes ortopédicos con hidroxiapatita, las películas tienden a desprenderse del implante, ya que son bastante gruesas e inestables. Además, otros estudios han intentado inyectar factor de crecimiento o depositarlo directamente en el implante, sin embargo, generalmente no es suficiente para tener efecto ya que la mayoría se drena fuera del sitio del implante.
Mediante el uso de una técnica llamada ensamblaje capa por capa, los investigadores pueden controlar qué tan gruesa es la película, así como la cantidad de factor de crecimiento liberado. El método implica depositar cada componente deseado, uno a la vez, hasta que se logre la composición del fármaco y el espesor deseados.
Shah dijo:

"Esta es una ventaja significativa porque hasta ahora, otros sistemas no han podido controlar la cantidad de factor de crecimiento que necesita. Muchos dispositivos generalmente deben usar cantidades que pueden ser órdenes de magnitud más de las que necesita, lo que puede conducir a efectos secundarios no deseados ".

En la actualidad, el equipo está probando este recubrimiento en estudios con animales y ha descubierto que los recubrimientos resultan en una formación ósea rápida, asegurando los implantes en su lugar.
De acuerdo con Shah, este recubrimiento también podría usarse para placas de fijación y tornillos utilizados para establecer fracturas óseas. "Es muy versátil. Puedes aplicarlo a cualquier geometría y tener un recubrimiento uniforme alrededor".
Además, el recubrimiento podría usarse en implantes dentales. Generalmente, implantar un diente artificial implica insertar un tornillo roscado en la mandíbula, sin embargo, antes de que la nueva corona pueda sujetarse al tornillo, el paciente debe esperar varios meses para que el tornillo se estabilice integrándose con el tejido óseo circundante. Según los investigadores, esto podría reducirse a un proceso de un solo paso en el que el paciente reciba todo el implante utilizando una versión de estos recubrimientos.
El estudio recibió fondos del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de la Salud y se llevó a cabo en el Instituto David H. Koch para la Investigación Integral del Cáncer con el apoyo del Instituto de Nanotecnologías del Soldado en el MIT.
Escrito por Grace Rattue