Facilitar la osteointegración
y ser biocompatibles son dos cualidades que se persiguen en el diseño y
desarrollo de nuevos materiales para implantes, con el fin de mejorar la
integración con el organismo del paciente y evitar su posible rechazo. Ejemplo
de ello es el trabajo que están desarrollando actualmente un equipo de
investigadores en el proyecto PHYTECH,
cuyo objetivo principal es el desarrollo de nuevos implantes innovadores
capaces de reparar y regenerar tejido óseo.
El nuevo proyecto,
fruto de la colaboración público-privada, está financiado por el programa
INNPACTO, del Ministerio de Economía y Competitividad, y se desarrollará en los
próximos 2 años. Cuenta con un presupuesto total de 671.036 euros y la participación
de dos empresas biotecnológicas españolas (Laboratoris SANIFIT SL y Numat
Biomedical SL), la Universitat de les Illes Balears (UIB) y el Centro de
Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina
(CIBER-BBN), perteneciente al Instituto de Salud Carlos III.
Según apunta la
Dra. Joana Maria Ramis, investigadora principal del proyecto y directora I+D de
Numat Biomedical, “se trata de desarrollar superficies de biomateriales
bioactivas mediante recubrimientos en implantes de titanio, para mejorar la osteointegración
y reducir el tiempo de recuperación del paciente”.
Comúnmente se
utilizan, para la reparación de hueso, materiales como el titanio, muy adecuado
por su biocompatibilidad y sus propiedades mecánicas. Aunque estos implantes no
contribuyen al crecimiento de hueso nuevo ni tienen la capacidad de unir
específicamente células de hueso a través de la activación de su superficie. Según explica la Dra. Marta Monjo,
investigadora responsable de la UIB, “al recubrir el titanio con un nuevo
material bioactivo se podría mejorar sustancialmente la biocompatibilidad del
implante y su osteointegración”.
Junto a la mejora
de la biocompatibilidad de los materiales, en este proyecto se aborda,
asimismo, la respuesta frente a las infecciones de estos nuevos desarrollos. La
Dra. Mª Luisa González, del CIBER-BBN, manifiesta que “las infecciones aparecen
al ser colonizada la superficie del material por
bacterias procedentes de otros focos del mismo paciente o desde el exterior, y
que llegan a formar sobre esa superficie estructuras que alcanzan espesores de
decenas de capas de microorganismos, llamadas biocapas, como la que se muestra
en la figura, que corresponde a una
imagen tomada por microscopía electrónica de una biocapa de Staphylococcus epidermidis sobre
titanio. Dentro de estas arquitecturas, las bacterias se hacen muy resistentes,
tanto a las defensas del sistema inmunológico del paciente, como a los
antibióticos, hasta el punto de tener que ser reemplazado el implante como única
solución al problema. El grupo que coordina la Dra. Mª Luisa González está
trabajando en las relaciones que existen entre las características del material
y su respuesta frente a la adhesión y colonización por microorganismos, con el
propósito de prevenir y evitar en lo posible el desarrollo de de biocapas.
Los investigadores
de este proyecto contarán con los servicios de la Plataforma del CIBER-BBN, una
infraestructura de investigación que aspira a ser referente nacional. La
plataforma ofrece recursos tecnológicos de primer nivel para los grupos de
investigación del centro, así como grupos externos o empresas.
Participantes
en el proyecto
Numat Biomedical,
coordinadora del proyecto, tiene una amplia experiencia en el desarrollo de
biomateriales avanzados que mejoren la regeneración ósea, como prótesis,
implantes dentales, material quirúrgico o para ingeniería de tejidos. Junto a
Sanifit, colaborarán en la definición de protocolos y especificaciones de
prototipos, además de encargarse de la optimización de las superficies y la
coordinación de los estudios de eficacia y seguridad in vivo. Sanifit será la responsable de la fabricación y el control
de calidad del principio activo en la optimización y esterilización de las
superficies de titanio modificadas.
El grupo de investigación de Terapia Celular e Ingeniería Tisular
(TERCIT) del Instituto de Investigación en Ciencias de la Salut (IUNICS) de la
Universidad de las Islas Baleares (UIB) coordinado por la Dra. Marta Monjo,
realizará los experimentos in vitro y el análisis de las muestras obtenidas de
los experimentos in vivo con
animales.
La
Unidad de Caracterización de Superficies y Calorimetría del CIBER-BBN,
coordinada por la Dra. M. Luisa
González, Investigadora Principal del grupo de Investigación sobre Adhesión
Microbiana de la Universidad de Extremadura - AM-UEX, llevará a cabo los
ensayos de composición superficial mediante técnicas
de caracterización de superficies (XPS y ToF-SIMs) y análisis de la respuesta microbiana de las
superficies que se plantean en este desarrollo.
Fomentando
la cooperación Público-Privada
Entre los objetivos del
CIBER-BBN está el favorecer la generación de conocimiento transferible a la
sociedad y, en especial, al sector productivo. Para ello, el consorcio fomenta
la cooperación Público-Privada y anima a las empresas a participar en pequeños proyectos conjuntos
donde se requiera la utilización de estos servicios de investigación, aportando
para ello una financiación de 3000€.
También desde el
CIBER-BBN se organizará, el próximo mes de mayo, un Foro con empresas dentro
del campo de la Terapia Ósea, donde grupos de investigación se reunirán con la
industria para explorar posibles colaboraciones.
Figura:
Biocapa de S. epidermidis sobre
titanio vista con microscopia electrónica. La formación de estas estructuras
bacterianas llega a provocar el fracaso de un implante, por lo que se investiga
en el desarrollo de recubrimientos que además de favorecer la osteointegración del
material, dificulten la formación de biocapas.
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