Avancemos hasta el día de hoy, y los investigadores de la Universidad Texas A&M todavía están descubriendo formas en que los materiales inorgánicos pueden usarse para la curación.

En dos artículos publicados recientemente, el Dr. Akhilesh Gaharwar, profesor titular de Tim y Amy Leach en el Departamento de Ingeniería Biomédica, y la Dra. Irtisha Singh, profesora asistente en el Departamento de Biología Celular y Genética, descubrieron nuevas formas en que los materiales inorgánicos pueden ayudar reparación y regeneración de tejidos.

El primer artículo, publicado en Acta Biomaterialia , explica que en las células madre se pueden activar vías celulares para la formación de huesos y cartílagos mediante iones inorgánicos. El segundo artículo, publicado en Advanced Science , explora el uso de nanomateriales de base mineral, específicamente nanosilicatos 2D, para ayudar a la regeneración musculoesquelética.

"Estas investigaciones aplican métodos moleculares de vanguardia y de alto rendimiento para aclarar cómo los biomateriales inorgánicos afectan el comportamiento de las células madre y los procesos de regeneración de tejidos", afirmó Singh.

La capacidad de inducir la formación ósea natural promete mejoras en los resultados del tratamiento, los tiempos de recuperación del paciente y la reducción de la necesidad de procedimientos invasivos y medicación a largo plazo.

"Mejorar la densidad y formación ósea en pacientes con osteoporosis, por ejemplo, puede ayudar a mitigar los riesgos de fracturas, fortalecer los huesos, mejorar la calidad de vida y reducir los costos de atención médica", afirmó Gaharwar. "Estos conocimientos abren perspectivas interesantes para el desarrollo de biomateriales de próxima generación que podrían proporcionar un enfoque más natural y sostenible para la curación".

Gaharwar dijo que el nuevo enfoque difiere de los métodos de regeneración actuales que se basan en moléculas orgánicas o de origen biológico y proporciona soluciones personalizadas para problemas médicos complejos.

"Uno de los hallazgos más importantes de nuestra investigación es la capacidad de estos nanosilicatos para estabilizar las células madre en un estado propicio para la regeneración del tejido esquelético", afirmó. "Esto es crucial para promover el crecimiento óseo de manera controlada y sostenida, lo cual es un desafío importante en las terapias regenerativas actuales".

Gaharwar planea seguir desarrollando biomateriales para aplicaciones clínicas. Utilizará biomateriales inorgánicos junto con técnicas de bioimpresión 3D para diseñar implantes óseos personalizados para lesiones reconstructivas.

"En la cirugía reconstructiva, particularmente para defectos craneofaciales, el crecimiento óseo inducido es crucial para restaurar tanto la función como la apariencia, vital para funciones esenciales como masticar, respirar y hablar", dijo. "La inducción de la formación ósea tiene varias aplicaciones críticas en ortopedia y odontología."

La ex estudiante de posgrado en ingeniería biomédica, la Dra. Anna Kersey '23, fue la autora principal del artículo publicado en Acta Biomaterialia. y la estudiante de posgrado en ingeniería biomédica Aparna Murali fue la autora principal del artículo de seguimiento publicado en Advanced Science. .

"Este enfoque no sólo une prácticas antiguas con métodos científicos modernos, sino que también minimiza el uso de terapias proteicas, que conllevan riesgos de inducir un crecimiento anormal de tejido y formaciones cancerosas", afirmó Gaharwar.

"En conjunto, estos hallazgos aclaran el potencial de los biomateriales inorgánicos para actuar como poderosos mediadores en la ingeniería de tejidos y estrategias regenerativas, lo que marca un importante paso adelante en este campo".