Tratamiento de defectos óseos metafisarios en hueso osteoporótico mediante implantes de vidrio mesoporoso enriquecidos con células mesenquimales y osteoestatina

Abstract

El objetivo de la regeneración ósea es aportar al hueso las características necesarias para que realice una de sus funciones básicas: el soporte mecánico. El uso de biomateriales cargados con moléculas biológicamente activas, células mesenquimales e iones, representa una gran alternativa para mejorar la regeneración ósea. Hay ocasiones en las que la capacidad regenerativa es insuficiente y se quiere un aporte extra para lograr dicho objetivo, más aun si se presente en un hueso frágil como es el hueso osteoporótico. Con mayor frecuencia estos casos se dan en grandes defectos óseos postraumáticos, procesos infecciosos y tumorales. Durante los últimos años nuestro grupo de investigación ha desarrollado vidrios mesoporosos bioactivos (76%SiO2-15%CaO-5%P2O5-4%ZnO), biocerámicas más avanzadas con dos características diferenciales: capacidad de generar la respuesta in vitro más rápida descrita por un biomaterial y presentar un alto volumen de poros que permite albergar un mayor número de moléculas osteogénicas. Se ha demostrado el gran potencial osteoinductor de la osteostatina (PTHrp 107-111) cuando se añade sobre una biocerámica, con ventajas sobre las BMPs. Posteriormente hemos realizado un estudio en modelo animal en miembro superior, utilizando un nuevo biomaterial que incluyera tanto el vidrio mesoporoso, como la osteostatina y las células mesenquimales. Una vez demostrado el efecto positivo de osteostatina en un hueso fisiológicamente sano, decidimos analizar el comportamiento de este biomaterial en situaciones de mayor debilidad como es en el caso de la osteoporosis y en hueso de carga, con el objetivo de desarrollar un equivalente tisular que pueda llegar a utilizarse en la práctica clínica habitual...Main objective of bone regeneration is to provide bone one basic function: mechanical support. The use of biomaterials loaded with biologically active molecules, mesenchymal stem cells and ions, is a great alternative to improve bone regeneration. When regeneration is insufficient or extra contribution is required to achieve bone healing, biomaterials could play an important role, even more if we treat a fragile bone such as osteoporosis disease. These cases are more frequent in large post-traumatic bone defects, infections and oncology processes.Recently, we developed a bioactive mesoporous glass (76%SiO2-15%CaO-5%P2O5-4%ZnO), which is an advanced bioceramic associating two important characteristics: achieving the fastest in vitro response described by a biomaterial, as well as a high volume of pores that allows a larger number of osteogenic molecules to be included. Initial studies showed a greater osteoinductive potential of osteostatin (PTHrp 107-111) when supplemented into a bioceramic, with advantages compared to BMPs. Subsequently, we carried out a previous project in an animal model in the upper limb, using a new biomaterial that included mesoporous glass, osteostatin and mesenchymal stem cells. Once we proved the positive effect of osteostatin on physiologically healthy bone, we decided to analyze the behavior of this biomaterial in a greater weakness bone, and loading weight-bearing, with the aim of developing an equivalent support that could be used in clinical practice...