Los investigadores de la Northwestern University son los primeros en diseñar un nanomaterial bioactivo que promueve el crecimiento de nuevo cartílago in vivo y sin el uso de costosos factores de crecimiento. Mínimamente invasiva, la terapia activa las células madre de la médula ósea y produce cartílago natural. Ninguna terapia convencional puede hacer esto.

Los resultados serán publicados en línea la semana del 1 de febrero por el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

"A diferencia del hueso, el cartílago no vuelve a crecer, y por ello las estrategias clínicas para regenerar este tejido son de gran interés, "dijo Samuel I. Stupp, autor principal, Catedrático del Patronato de Química, Ciencia e Ingeniería de los Materiales, y Medicina, y director del Instituto de BioNanotecnología en Medicina. Innumerables personas:atletas aficionados, atletas profesionales y personas cuyas articulaciones se acaban de desgastar:aprenda esto demasiado bien cuando traigan sus rodillas enfermas, hombros y codos a un cirujano ortopédico.

El cartílago dañado puede provocar dolor en las articulaciones y pérdida de la función física y, finalmente, osteoartritis. un desorden con un impacto económico estimado cercano a los $ 65 mil millones en los Estados Unidos. Con una población envejecida y cada vez más activa, se espera que esta cifra crezca.

"El cartílago no se regenera en los adultos. Una vez que hayas crecido por completo, tendrás todo el cartílago que jamás tendrás, "dijo el primer autor Ramille N. Shah, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas McCormick y profesor asistente de cirugía ortopédica en la Escuela de Medicina de Feinberg. Shah también es miembro de la facultad residente del Instituto de BioNanotecnología en Medicina.

El colágeno tipo II es la principal proteína del cartílago articular, el suave, tejido conectivo blanco que cubre los extremos de los huesos donde se unen para formar articulaciones.

"Nuestro material de fibras nanoscópicas estimula las células madre presentes en la médula ósea para producir cartílago que contiene colágeno tipo II y reparar la articulación dañada, "Dijo Shah." Un procedimiento llamado microfractura es la técnica más común utilizada actualmente por los médicos, pero tiende a producir un cartílago que tiene predominantemente colágeno de tipo I que se parece más al tejido cicatricial ".

El gel Northwestern se inyecta como líquido en el área de la articulación dañada, donde luego se autoensambla y forma un sólido. Esta matriz extracelular, que imita lo que suelen ver las células, Se une por diseño molecular a uno de los factores de crecimiento más importantes para la reparación y regeneración del cartílago. Manteniendo el factor de crecimiento concentrado y localizado, las células del cartílago tienen la oportunidad de regenerarse.

Junto con Nirav A. Shah, un cirujano ortopédico de medicina deportiva y ex residente de ortopedia en Northwestern, los investigadores implantaron su gel de nanofibras en un modelo animal con defectos de cartílago.

Los animales fueron tratados con microfractura, donde se hacen pequeños orificios en el hueso debajo del cartílago dañado para crear un nuevo suministro de sangre para estimular el crecimiento de nuevo cartílago. Los investigadores probaron varias combinaciones:microfractura sola; microfractura y gel de nanofibras con factor de crecimiento agregado; y microfractura y el gel de nanofibras sin factor de crecimiento añadido.

Descubrieron que su técnica producía resultados mucho mejores que el procedimiento de microfractura solo y, más importante, descubrió que no se requería la adición del costoso factor de crecimiento para obtener los mejores resultados. En lugar de, debido al diseño molecular del material de gel, El factor de crecimiento ya presente en el cuerpo es suficiente para regenerar el cartílago.

La matriz solo necesitaba estar presente durante un mes para producir el crecimiento del cartílago. La matriz, basado en moléculas de autoensamblaje conocidas como péptidos anfífilos, se biodegrada en nutrientes y es reemplazado por cartílago natural.