Presenta propiedades osteoinductoras, angiogénicas y antiinflamatorias

Investigadores brasileños han desarrollado un nuevo material de recubrimiento que reúne propiedades que le confieren capacidad para acelerar la osteointegración y evitar los riesgos originados por infecciones bacterianas y facilitar la formación de vasos sanguíneos.

Científicos de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en São Paulo (Brasil), han creado un nuevo vidrio con propiedades bioactivas que, al depositarlo sobre la superficie de implantes dentales y ortopédicos fabricados con titanio, disminuye el riesgo de fallos causados por infecciones bacterianas y acelera el proceso de unión de esas prótesis metálicas con el tejido óseo. «Hemos realizado pruebas in vivo y los resultados indicaron que la etapa inicial de osteointegración de implantes dentales con la superficie cubierta por el nuevo biovidrio fue más rápida en comparación con los implantes sin la superficie cubierta con este material», afirmó el doctor Clever Ricardo Chinaglia, del Departamento de Ingeniería de Materiales del Centro de Ciencias Exactas y Tecnología de la UFSCar.

De acuerdo con el doctor Chinaglia, el nuevo material, denominado F18, está compuesto por sílice, calcio, sodio, potasio, magnesio y fósforo, y reúne propiedades que le confieren capacidad para acelerar la formación de tejido óseo, controlar inflamaciones y facilitar la formación de vasos sanguíneos.

Capacidad bactericida

A diferencia de otros biovidrios, el F18 posee algunos elementos químicos que impiden su cristalización, dotándolo de una capacidad bactericida, cuando la mayoría de este tipo de materiales tan sólo detienen la proliferación de determinados tipos de bacterias (son bacteriostáticos). Debido a que no se cristaliza fácilmente, este material puede obtenerse en forma de fibras largas y flexibles, que, según los investigadores, son las únicas con estas características en el mundo.

Asimismo, también es posible molerlo y obtener partículas con una granulometría del orden de los micrones o submicrones (milésimas de milímetros), que pueden fijarse a la superficie de implantes de titanio para conferirles funciones bioactivas que se hallan presentes, únicamente, en determinados organismos vivos, tales como la capacidad de inducir la formación de tejido óseo y de vasos sanguíneos. «Al implantarse las partículas de biovidrio en la superficie de las prótesis de titanio, éstas empiezan a disolverse y a liberar iones importantes para la osteointegración, desapareciendo totalmente al cabo de los estadios iniciales del proceso, que duran de siete a diez días», explicó el investigador.

Aparte de acelerar el proceso de osteointegración, al ser bactericida, el nuevo material impide la formación de biofilme, generando un ambiente exento de microorganismos. «Un proceso infeccioso ocasionado por bacterias puede causar cambios en el pH, en la temperatura y en las condiciones de cicatrización, lo que perjudica el proceso de osteointegración. Por eso la presencia de un agente bactericida en esa fase inicial del proceso es sumamente importante», declaró Clever Ricardo Chinaglia.

Biofuncionalización

Para depositar las partículas del nuevo biovidrio sobre la superficie de implantes y biofuncionalizarlos, los científicos también crearon una técnica con la cual, inicialmente, se dispersan las partículas del material en geles específicos. Al ser calentadas mediante diferentes métodos, las partículas fluyen sin cristalizarse y se adhieren en algunas regiones de la superficie del implante. «Los procesos de deposición generan una capa discontinua de biovidrio sobre la superficie de un implante, formando islas de este material que hacen posible que algunas áreas de la superficie del implante queden cubiertas por el biovidrio y otras no», explicó el doctor Chinaglia.

El área cubierta con el biomaterial ayuda a estimular la formación del nuevo tejido óseo e impedir la fijación de bacterias en la superficie del implante durante la etapa inicial de osteointegración. «Las partículas del biovidrio se empiezan a disolver durante los primeros instantes después de la implantación y quedan totalmente disueltas al final del proceso de osteointegración. Esto evita problemas de inestabilidad en la interfaz entre el metal y el material cerámico, que es la fuente más común de fallos en los implantes recubiertos con hidroxiapatita», apuntó el investigador.

El titanio y el vidrio poseen diferentes propiedades mecánicas y térmicas, que normalmente impiden la compatibilización entre ambos materiales. «Por eso los intentos de combinarlos para la fabricación de implantes dentales y ortopédicos realizados durante las últimas décadas fracasaron y por esta razón aún no existe en el mercado un implante metálico con una capa de material cerámico que posea la función de acelerar la osteointegración», manifestó el doctor Chinaglia.

Los análisis histomorfométricos efectuados por el equipo de investigadores demostraron que la formación ósea sobre los implantes recubiertos durante las primeras dos semanas es una vez y media más rápida que en los implantes no recubiertos.

Ya hay empresas interesadas

Este proyecto ha sido desarrollado por científicos del Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en el Centro Enseñanza, Investigación e Innovación en Vidrios (CERTEV) –uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID), financiados por la Fundación de Apoyo a la Investigación de São Paulo (FAPESP)–.

El nuevo material resultante ya ha sido patentado y ha despertado el interés de varias empresas.