Desarrollo de tejidos bioinspirados para reemplazar tendones dañados

Las lesiones de los tendones son más comunes de lo que se cree. Afectan a miles de personas en el mundo. Se producen bien sea por la práctica de un deporte, una caída o la simple realización de movimientos repetitivos por mucho tiempo.

El cuerpo humano tiene una increíble capacidad para recuperarse, pero los tendones son estructuras complejas y su regeneración suele ser lenta y difícil. Frente a esta realidad, la ciencia está encontrando una solución innovadora: los tejidos bioinspirados.

Materiales bioinspirados

Los materiales bioinspirados son una modalidad de desarrollos científicos que se basan en la imitación de las soluciones que ya existen en la naturaleza. Elementos como la estructura de una telaraña o la resistencia de un caparazón sirven de inspiración.

Se debe tomar en cuenta que la naturaleza ha tardado millones de años perfeccionado sus mecanismos de evolución. La ciencia aprovecha esta “sabiduría natural” y, entre otros aspectos, crean o mejoran materiales que replican las propiedades de los materiales biológicos.

En el campo médico esta estrategia ha tenido un impacto especial. Hoy por hoy se están desarrollando soluciones innovadoras para reparar tejidos complejos, como los tendones, usando materiales que se comportan de forma similar a los originales.

Ventajas

Los materiales bioinspirados ofrecen múltiples ventajas, sobre todo en las aplicaciones médicas. Entre las más relevantes se destacan las siguientes:

• Mayor compatibilidad biológica. Estos materiales se integran mejor con el cuerpo humano, ya que imitan las estructuras presentes en la naturaleza.
• Mejora funcional. Son diseñados para tener propiedades como elasticidad, resistencia y capacidad de adaptarse al entorno interno del cuerpo.
• Reducción de riesgos. Disminuyen las probabilidades de rechazo, infecciones o complicaciones postoperatorias que se presentan en algunas ocasiones con los injertos tradicionales o sintéticos.

Los tendones dañados

Los tendones tienen una estructura interna que está organizada de forma jerárquica. Están compuestos por fibras de colágeno que se disponen de forma paralela. Esto les permite soportar fuerzas de tracción y mantener la conexión entre músculos y huesos.

Reemplazar los tendones no es fácil. Su arquitectura y comportamiento mecánico son difíciles de reproducir con los materiales convencionales. Así mismo, cuando se lesionan, la recuperación puede ser larga y en muchos casos, incompleta.

Cuando el tejido cicatriza, rara vez alcanza la resistencia y elasticidad del original, lo cual suele dejar secuelas funcionales. Los tejidos bioinspirados son una alternativa prometedora para solucionar estos problemas.

Tejidos bioinspirados

En la actualidad se están adelantando varias investigaciones y ensayos clínicos para producir tejidos bioinspirados que permitan reemplazar los tendones dañados, entre otros. Uno de los avances más interesantes es la fibroína de seda.

La fibroína de seda es una sustancia es producida por el gusano de seda Bombyx mori. Se caracteriza por ser fuerte, duradera, biocompatible y biodegradable. Un grupo de investigadores del Instituto Terasaki de Innovación Biomédica está trabajando para desarrollar tejidos bioinspirados en esa sustancia.

La fibroína de seda se ha empleado como andamio para favorecer el crecimiento de tejidos nuevos en la zona lesionada. A diferencia de otros materiales, tiene una interacción más armónica con el cuerpo y se va degradando de forma segura a medida que el tejido sano la reemplaza.

Otros avances

El equipo de investigación del Instituto Terasaki dio un paso más allá: combinó la fibroína de seda con células madre mesenquimales. Estas células se encuentran presentes en la médula ósea y otros tejidos. Tienen la extraordinaria capacidad de transformarse en otros tipos de células, incluyendo las que forman tendones.

Así mismo, las células madre mesenquimales secretan moléculas que regulan la inflamación, favorecen la formación de vasos sanguíneos y promueven la migración celular. Todo esto genera un entorno más propicio para la regeneración. Esta combinación ha demostrado ser más efectiva que otros métodos tradicionales.

Entre tanto, un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) están desarrollando andamios bioinspirados con fines similares. Buscan replicar el colágeno y hasta ahora los resultados son prometedores.

Aplicaciones clínicas y desafíos

El potencial de los tejidos bioinspirados para reemplazar tendones dañados es enorme, y ya se han realizado ensayos clínicos en algunos modelos animales. Sin embargo, la transición a la aplicación humana enfrenta varios desafíos. Uno de los principales es la necesidad de garantizar la compatibilidad biológica y la integración del tejido implantado con el tejido circundante. Asimismo, es necesario evaluar la durabilidad y la funcionalidad a largo plazo de los tejidos regenerados.

El futuro de los tejidos bioinspirados

A medida que la investigación avanza, el futuro de los tejidos bioinspirados para reemplazar tendones dañados parece prometedor. La colaboración entre científicos, ingenieros y médicos será fundamental para superar los desafíos existentes y llevar estas innovaciones al ámbito clínico. La personalización de los tratamientos, a través de la impresión 3D y la ingeniería de tejidos, podría transformar la forma en que se abordan las lesiones tendinosas, mejorando la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.

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