La curación de huesos rotos podría ser más fácil con un dispositivo que proporciona tanto un andamio para que el hueso crezca como estimulación eléctrica para impulsarlo hacia adelante. Los ingenieros de UConn informaron el 27 de junio en el Journal of Nano energía .

Aunque las fracturas óseas leves suelen curarse por sí solas, Las fracturas grandes con fragmentos de hueso rotos o faltantes son más difíciles de reparar. La aplicación de un pequeño campo eléctrico en el sitio de la fractura para imitar el campo eléctrico natural del cuerpo ayuda a que las células se regeneren. Pero los dispositivos médicos que hacen esto suelen ser voluminosos, depender de cables eléctricos o baterías tóxicas, requieren una cirugía de extirpación invasiva, y no puedo hacer mucho por las lesiones graves.

Ahora, un grupo de ingenieros biomédicos de UConn ha desarrollado un andamio de polímero no tóxico que también genera un campo eléctrico controlable para estimular el crecimiento óseo. El andamio ayuda al cuerpo a salvar grandes fracturas. Aunque muchos científicos están explorando el uso de andamios para estimular el crecimiento óseo, emparejarlo con estimulación eléctrica es nuevo.

El equipo demostró el dispositivo en ratones con fracturas de cráneo.

El voltaje eléctrico que genera el andamio es muy pequeño, solo unos pocos milivoltios. Y exclusivamente para este tipo de dispositivo, el voltaje se genera a través de ultrasonidos controlados a distancia. El ultrasonido hace vibrar el andamio de polímero, que luego crea un campo eléctrico (materiales que crean electricidad a partir de vibraciones, o viceversa, se llaman piezoeléctricos.) Para ayudar a curar una fractura de muslo, por ejemplo, el armazón de polímero se puede implantar a través del hueso roto. Más tarde, la persona con el hueso roto puede mover la varilla de ultrasonido sobre su propio muslo. Sin necesidad de pilas y no es necesaria una cirugía invasiva de extracción una vez que el hueso ha sanado.

"El campo eléctrico se relaciona con la señal natural generada por su cuerpo en el lugar de la lesión. Podemos mantener ese voltaje, bajo demanda y reversible, "por el tiempo que se necesite utilizando ultrasonido, dice el ingeniero biomédico de UConn Thanh Nguyen. El polímero piezoeléctrico que Nguyen y sus colegas utilizan para construir el andamio se llama poli (ácido L-láctico), o PLLA. Además de no ser tóxico y piezoeléctrico, PLLA se disuelve gradualmente en el cuerpo con el tiempo, desapareciendo a medida que crece el hueso nuevo.

"El campo eléctrico creado por el andamio piezoeléctrico PLLA parece atraer células óseas al sitio de la fractura y promover que las células madre evolucionen a células óseas. Esta tecnología posiblemente se puede combinar con otros factores para facilitar la regeneración de otros tejidos, como cartílago, músculos o nervios, "dice Ritopa Das, estudiante de posgrado en el grupo Nguyen y primer autor del artículo publicado.

Actualmente, Nguyen y sus colegas están trabajando para hacer que el polímero sea más favorable para el crecimiento óseo. para que sane una gran fractura más rápidamente. También están tratando de comprender por qué los campos eléctricos fomentan el crecimiento óseo. El hueso en sí es algo piezoeléctrico, generando una carga superficial cuando el hueso está sometido a estrés por las actividades de la vida diaria. Esa carga superficial estimula el crecimiento de más hueso. Pero los científicos no saben si se debe a que ayuda a que las células se adhieran a la superficie del hueso, o si hace que las propias células sean más activas.

"Una vez que comprendamos el mecanismo, podemos idear una mejor manera de mejorar el material y todo el enfoque de la estimulación tisular, "Dice Nguyen.