Un equipo de investigación dirigido por el profesor Hyung Joon Cha del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH y la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología de Convergencia con experiencia en ciencias médicas, junto con el Dr. Jinyoung Yoon y el estudiante del Programa Integrado Hyun Taek Wo del Departamento de Ingeniería Química, han desarrolló un innovador hidrogel adhesivo inyectable para la regeneración ósea. Este hidrogel utiliza luz visible inofensiva para lograr reticulación y mineralización simultáneas sin necesidad de injertos óseos. Recientemente se publicó en línea una investigación importante. Biomateriales.
Los defectos óseos, que surgen de diversas causas como traumatismos, infecciones y anomalías congénitas, son cada vez más comunes en las sociedades que envejecen. El tratamiento convencional suele implicar un injerto óseo combinado con suero o bioadhesivos para rellenar el defecto. Sin embargo, los hidrogeles inyectables actuales enfrentan desafíos como la dificultad para mantener su forma dentro del cuerpo y una fuerza adhesiva limitada. Además, los métodos convencionales que utilizan injertos óseos con materiales adhesivos a menudo no logran lograr una “regeneración ósea” y una “adherencia” simultáneas.
El equipo de POSTECH ha introducido un nuevo sistema que supera estas limitaciones. Este nuevo sistema de hidrogel utiliza luz visible (segura para el cuerpo humano) para facilitar la reticulación, donde los enlaces de hidrogel son componentes críticos y la rigidez, así como para promover la mineralización donde minerales formadores de huesos como los hidrogeles de calcio y fosfato. Los estudios que han explorado el uso de la luz en aplicaciones similares han encontrado problemas como la necesidad de preparar y mezclar por separado los injertos óseos y los materiales adhesivos. así como una unión débil de componentes críticos, que a menudo se degradan con el tiempo.
El precursor de hidrogel recientemente desarrollado consta de alginato (un polisacárido natural derivado de algas pardas), proteínas de adhesión muscular que contienen péptidos RGD, iones de calcio, fosfonodioles y un fotoiniciador. La formulación a base de coacervado, que es insoluble en agua, garantiza que el hidrogel mantenga su forma y posición después de la inyección en el cuerpo. Al irradiarse con luz visible se produce una reticulación y al mismo tiempo se forma fosfato cálcico amorfo, que actúa como material de injerto óseo. Esto elimina la necesidad de injertos óseos o adhesivos separados, lo que permite que el hidrogel proporcione tanto regeneración como adhesión ósea.
En experimentos que utilizaron modelos animales con defectos óseos femorales, el hidrogel se inyectó con éxito, se adhirió con precisión y entregó de manera eficiente los componentes necesarios para la regeneración ósea.
El profesor Cha comentó: “El sistema de hidrogel inyectable para la regeneración ósea desarrollado por nuestro equipo de investigación representa una alternativa innovadora a los tratamientos complejos convencionales para enfermedades óseas y una nueva tecnología para la regeneración del tejido óseo. Supondrá un gran avance”.
Esta investigación fue apoyada por el Proyecto de Investigación y Desarrollo de Tecnología Médica Dental y el Proyecto Integrado de I+D de Dispositivos Médicos de Extremo a Extremo del Ministerio de Salud y Bienestar Social.
