Pensamos en las cáscaras de huevo como frágiles. Sin embargo, estas conchas finas y fácilmente rompibles pueden ser la clave para hacer injertos óseos mejores y más fuertes para los humanos.
Investigadores de la Universidad de Massachusetts Lowell (UML) han desarrollado un método para usar partículas microscópicas de cáscaras de huevo pulverizadas para ayudar a que crezca hueso nuevo. Dado que las cáscaras de huevo están hechas principalmente de carbonato de calcio, un material que ya tenemos en nuestros huesos, los investigadores esperan que el cuerpo lo acepte más fácilmente. El material podría algún día usarse para ayudar a reparar huesos afectados por accidentes, defectos de nacimiento o enfermedades.
"Existe una gran necesidad de desarrollar materiales nuevos y funcionales para reparar y regenerar el hueso dañado", dice Gulden Camci-Unal, profesor de ingeniería química en UML que dirigió la investigación. “En nuestro laboratorio nos gusta adoptar enfoques poco convencionales; observamos la naturaleza e intentamos ver qué podemos usar que ya existe ".
Hay millones de cirugías de injerto óseo en todo el mundo cada año. Las piezas óseas utilizadas para los injertos pueden provenir de los propios cuerpos de los pacientes o de cadáveres, así como de varios sintéticos. Pero no todos los injertos son exitosos. A veces los injertos no pueden inducir la formación de hueso, y a veces son rechazados por el cuerpo.
El método de Camci-Unal, recientemente descrito en la revista Biomaterials Science, implica el uso de partículas de cáscara de huevo trituradas para reforzar los hidrogeles, redes de polímeros que pueden contener grandes cantidades de agua mientras mantienen su estructura. Por sí mismos, los hidrogeles son suaves y blandos; Las cáscaras de huevo ayudan a fortalecerlas. El material luego sirve como andamios 3D para osteoblastos, o células óseas.
Gulden Camci-Unal, derecha, con el estudiante de doctorado Xinchen Wu (UML) El uso de cáscaras de huevo fue atractivo en su simplicidad, dice Camci-Unal. No es algo sintético que necesita ser diseñado en un laboratorio. Está disponible de inmediato. También suele desperdiciarse.
"Estamos tratando de adoptar un enfoque más simple aquí, que puede beneficiar tanto al medio ambiente como a la ciencia biomédica", dice ella.
El equipo de Camci-Unal ha tenido éxito con el material en el laboratorio; aún no se ha probado en animales o humanos. El siguiente paso será encuestar a los médicos para comprender las necesidades de los pacientes. El equipo ha solicitado una patente para el material y continúa estudiándolo, haciendo más pruebas a escala micro y nano para comprender mejor cómo funciona.
"Estamos tratando de entender básicamente qué propiedades deberíamos mejorar mejor para que el material sea útil para los humanos", dice Camci-Unal.
Brian Amsden, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Queens en Ontario, dice que ha visto a investigadores intentar fabricar hueso sintético utilizando diversos materiales, pero nunca cáscaras de huevo. Existen injertos sintéticos basados en sulfato de calcio, en colágeno bovino, incluso en coral, entre muchos otros.
"Esto es particularmente innovador en ese sentido", dice, y agrega que la cáscara de huevo es barata y fácilmente disponible, y potencialmente ayuda a imitar la composición ósea humana mejor que los materiales no biológicos.
Amsden dice que existe una gran necesidad de materiales de injerto óseo sintético. El hueso del cadáver puede ser difícil de encontrar, y el propio hueso del paciente debe extraerse en una operación invasiva. "Has dañado un área ahora necesitas sanar dos", agrega. Los materiales sintéticos disponibles actualmente tienden a ser más débiles que el hueso auténtico, especialmente al doblar o girar.
Camci-Unal espera que algún día el material pueda mezclarse con las propias células del paciente y aplicarse a una construcción 3D para crecer en un implante de la forma y tamaño correctos. Dado que el implante ya tendría las células del paciente, sería menos probable que fuera rechazado. Los implantes podrían reparar huesos dañados por accidentes automovilísticos, combate, envejecimiento, cáncer o cualquier otro número de traumas o defectos de nacimiento. El material también podría usarse potencialmente para desarrollar nuevos tendones, cartílagos y dientes.
Si tiene éxito, la invención ciertamente daría un nuevo significado al término "caminar sobre cáscaras de huevo".
