Ingeniería de tejidos: desarrollo de nuevo biomaterial sustentable para la regeneración de hueso
Palabras clave:
Ingeniería de tejidos, biomateriales, biomateriales marinos, regeneración de huesoResumen
El sistema esquelético de los seres humanos está compuesto por 206 huesos, los cuales a su vez se componen de células como los osteoblastos y osteoclastos, responsables de la remodelación de los huesos y de su capacidad auto-regenerativa. No obstante, en casos de lesiones o enfermedades graves, la capacidad auto-regenerativa del hueso no es suficiente para reparar el daño, por lo que se recurre a métodos clínicos como los injertos de hueso o la ingeniería de tejidos. La ingeniería de tejidos consiste en la combinación de una estructura o andamio 3D, células vivas y factores de crecimiento, que en conjunto forman un complejo que asiste la reparación de un tejido. Los biomateriales empleados para la elaboración de los andamios tienen como característica principal su biocompatibilidad, y se clasifican en naturales y sintéticos, según su origen. Dentro de los biomateriales naturales, algunos de los más estudiados son los de origen marino, provenientes de organismos como esponjas, corales, erizos, moluscos bivalvos y peces. Recientemente, un grupo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, desarrolló un biomaterial híbrido a partir de residuos acuícolas, siendo su producción uno de los primeros procesos sustentables en la ingeniería de tejidos para la regeneración de hueso.
Citas
Ansari, M. (2019). Bone tissue regeneration: biology, strategies and interface studies. Progress in Biomaterials, 8(4), 223–237. https://doi.org/10.1007/s40204-019-00125-z
Ben-Nissan, B. (2014). Biomimetics and marine materials in drug delivery and tissue engineering: From natural role models to bone regeneration. Key Engineering Materials, 587, 229–232. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.587.229
Ben-Nissan, B., Choi, A. H., & Green, D. W. (2019). Marine Derived Biomaterials for Bone Regeneration and Tissue Engineering: Learning from Nature. Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-13-8855-2_3
Bermueller, C., Schwarz, S., Elsaesser, A. F., Sewing, J., Baur, N., Von Bomhard, A., Scheithauer, M., Notbohm, H., & Rotter, N. (2013). Marine collagen scaffolds for nasal cartilage repair: Prevention of nasal septal perforations in a new orthotopic rat model using tissue engineering techniques. Tissue Engineering - Part A, 19(19–20), 2201–2214. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2012.0650
Clarke, B. (2008). Normal bone anatomy and physiology. Clinical Journal of the American Society of Nephrology : CJASN, 3 Suppl 3, 131–139. https://doi.org/10.2215/CJN.04151206
Henkel, J., Woodruff, M. A., Epari, D. R., Steck, R., Glatt, V., DIckinson, I. C., Choong, P. F. M., Schuetz, M. A., & Hutmacher, Di. W. (2013). Bone Regeneration Based on Tissue Engineering Conceptions-A 21st Century Perspective. Bone Research, 1, 216–248. https://doi.org/10.4248/BR201303002
Lalzawmliana, V., Anand, A., Mukherjee, P., Chaudhuri, S., Kundu, B., Nandi, S. K., & Thakur, N. L. (2019). Marine organisms as a source of natural matrix for bone tissue engineering. Ceramics International, 45(2), 1469–1481. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.108
Le, B. Q., Nurcombe, V., Cool, S. M. K., van Blitterswijk, C. A., de Boer, J., & LaPointe, V. L. S. (2017). The Components of bone and what they can teach us about regeneration. Materials, 11(1), 1–17. https://doi.org/10.3390/ma11010014
Lee, J. S., Baek, S. D., Venkatesan, J., Bhatnagar, I., Chang, H. K., Kim, H. T., & Kim, S. K. (2014). In vivo study of chitosan-natural nano hydroxyapatite scaffolds for bone tissue regeneration. International Journal of Biological Macromolecules, 67, 360–366. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.03.053
Oryan, A., Alidadi, S., Moshiri, A., & Maffulli, N. (2014). Bone regenerative medicine: Classic options, novel strategies, and future directions. Journal of Orthopaedic Surgery and Research, 9(1), 1–28. https://doi.org/10.1186/1749-799X-9-18
Parisi, J. R., Fernandes, K. R., Avanzi, I. R., Dorileo, B. P., Santana, A. F., Andrade, A. L., Gabbai-Armelin, P. R., Fortulan, C. A., Trichês, E. S., Granito, R. N., & Renno, A. C. M. (2019). Incorporation of Collagen from Marine Sponges (Spongin) into Hydroxyapatite Samples: Characterization and In Vitro Biological Evaluation. Marine Biotechnology, 21(1), 30–37. https://doi.org/10.1007/s10126-018-9855-z
Raftery, R. M., Woods, B., Marques, A. L. P., Moreira-Silva, J., Silva, T. H., Cryan, S. A., Reis, R. L., & O’Brien, F. J. (2016). Multifunctional biomaterials from the sea: Assessing the effects of chitosan incorporation into collagen scaffolds on mechanical and biological functionality. Acta Biomaterialia, 43, 160–169. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2016.07.009
Redenski, I., Guo, S., Machour, M., Szklanny, A., Landau, S., Kaplan, B., Lock, R. I., Gabet, Y., Egozi, D., Vunjak-Novakovic, G., & Levenberg, S. (2021). Engineered Vascularized Flaps, Composed of Polymeric Soft Tissue and Live Bone, Repair Complex Tibial Defects. Advanced Functional Materials. https://doi.org/10.1002/adfm.202008687
Uskoković, V., Janković-Častvan, I., & Wu, V. M. (2019). Bone Mineral Crystallinity Governs the Orchestration of Ossification and Resorption during Bone Remodeling. ACS Biomaterials Science and Engineering, 5(7), 3483–3498. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.9b00255
Wang, J. K., Çimenoğlu, Ç., Cheam, N. M. J., Hu, X., & Tay, C. Y. (2021). Sustainable aquaculture side-streams derived hybrid biocomposite for bone tissue engineering. Materials Science and Engineering C, 126, 112104. https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112104
Zhang, A. Y., Bates, S. J., Morrow, E., Pham, H., Pham, B., & Chang, J. (2009). Tissue-engineered intrasynovial tendons: Optimization of acellularization and seeding. Journal of Rehabilitation Research and Development, 46(4), 489–498. https://doi.org/10.1682/JRRD.2008.07.0086
Zou, Z., Wang, L., Zhou, Z., Sun, Q., Liu, D., Chen, Y., Hu, H., Cai, Y., Lin, S., Yu, Z., Tan, B., Guo, W., Ling, Z., & Zou, X. (2021). Simultaneous incorporation of PTH(1–34) and nano-hydroxyapatite into Chitosan/Alginate Hydrogels for efficient bone regeneration. Bioactive Materials, 6(6), 1839–1851. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.11.021
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