Con la unión del estudio de las células y la ingeniería de tejidos se creó e imprimió en tres dimensiones (3D) una especie de malla flexible –conocida como andamio– que se podría aplicar en la regeneración de huesos cuando se presentan fracturas.
La pérdida de hueso es más común de lo que se cree, ya sea por infecciones, caídas que ocasionan fracturas o por enfermedades como la osteoporosis, que los vuelve quebradizos. En algunos casos la solución está en restaurar la parte que se perdió.
Entre los tratamientos se encuentran algunos como medicamentos y lineamientos médicos puntuales sobre alimentación y ejercicio, que buscan estimular el crecimiento del hueso afectado; lo más usual es la cirugía, y en algunas de ellas el platino, entre otros materiales, para fijar fragmentos de hueso. Sin embargo, algunas personas que pasan por esa intervención se vuelven intolerantes al frío o el calor.
En las construcciones civiles los andamios son estructuras metálicas que facilitan el trabajo en alturas, especialmente, pero en ingeniería de tejidos hay andamios moleculares cuya estructura porosa se inserta en los huesos y otros tejidos para regenerarlos.
Mediante el uso del software Thinkiverse, Miguel Ángel Flórez Prieto, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), desarrolló andamios en 3D. Para esta tecnología aditiva utilizó un polímero biodegradable conocido como policaprolactona y células L929 que, gracias a su versatilidad, se utilizan para evaluar la seguridad de nuevos materiales, lo mismo que fármacos y otros productos.
La apariencia de los andamios es similar a la de la malla de yeso, y se elaboraron en forma de cuadrado de 2 cm. Cada una de las fibras que le dan forma se pensaron para que su tamaño se asemejara a los poros de los huesos, que oscilan entre 500 y 1.000 micrómetros (μm).
Para llevarlo de lo digital a lo real, el investigador seleccionó el material y el andamio se fue imprimiendo capa por capa hasta consolidarse por completo. Pero no es tan sencillo como parece, en esta técnica de impresión 3D se establecieron parámetros como la temperatura del extrusor, que en este caso la que mejor funcionó fue de 205 °C y a una velocidad de impresión precisa para obtener los trazados en las mejores condiciones y una resolución que permitiera conservar una buena estructura.
“Tuvimos que enfrentar el reto de la viscosidad del material a altas temperaturas, un aspecto poco explorado en la literatura”, explica el investigador, quien trabajó con los profesores Jairo Ernesto Perilla y Rubén Darío Godoy, del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, y la investigadora Ana Isabel Ramos.
Después de muchas pruebas con la impresora 3D, se hicieron pruebas de tensión, compresión y flexión a través de máquinas especializadas que determinaron que tenía un buen comportamiento.
En cuanto a la aplicabilidad médica, el ingeniero indica que “los andamios tienen el potencial para ‘regenerar hueso’ en pacientes con fracturas complejas. La idea es estimular la osteogénesis favoreciendo la formación de hueso en vez de depender de injertos o implantes metálicos”.
Vale aclarar que aunque las características mecánicas del material ya se probaron, aún queda la tarea pendiente para que en futuras investigaciones se pueda establecer su efectividad como alternativa viable para las personas que tienen problemas en sus huesos por múltiples factores.
