BioPen, el bolígrafo que permite “pintar” células vivas en huesos para repararlos

Fuente: http://alt1040.com/2013/12/biopen-boligrafo-medicina-regenerativa

La medicina regenerativa ha vivido avances espectaculares en el año que termina. El último, de la mano de investigadores australianos, supone la fabricación del increíble BioPen, que podría ser utilizado para reparar huesos o cartílagos tras un accidente.

Echando la vista atrás, 2013 ha sido un año espectacular para la medicina regenerativa. Técnicas como la impresión 3D o el uso de las células madre han permitido soñar algún día con la reparación y fabricación de órganos completos.

Para terminar el año, una investigación australiana vuelve a dejarnos boquiabiertos. El trabajo del Research Council Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES) ha logrado construir un bolígrafo, al que han denominado BioPen, con el que se podrían regenerar partes de huesos dañadas.

Aunque no solemos relacionar material de oficina con el cuidado de nuestra salud, lo cierto es que el avance de los ingenieros australianos podría ser aplicado para tratar huesos dañados tras un accidente de tráfico. Su funcionamiento, además, es similar al que usa la impresión 3D biomédica.

BioPen es capaz de depositar material celular embebido en un biopolímero (que puede ser obtenido de algas), con apariencia gelatinosa, que funciona como ingrediente "protector". El cirujano puede emplear entonces el BioPen en zonas donde el hueso o cartílago estén dañados, dibujando en la superficie a reparar.

El gel protector está diseñado para sufrir una degradación gradual, ya que a medida que las células madre que contiene se van multiplicando, el material gelatinoso desaparece. De esta manera, los médicos pueden usar el BioPen para aplicar células madre y factores de crecimiento in vivo, y así ayudar a la recuperación médica de personas que hayan podido sufrir un accidente.

La fabricación del BioPen es un ejemplo de la nueva investigación multidisciplinar que revolucionará el futuro de la medicina. Y es que el desarrollo de este increíble bolígrafo ha sido posible gracias al trabajo de científicos expertos en química de polímeros, células madre, nuevos materiales y reconocidos cirujanos.

En palabras de Gordon Wallace, director del ACES, «la combinación de la ciencia e ingeniería de materiales y la fabricación tecnológica de nueva generación está creando oportunidades muy interesantes, que solo pueden ser exitosas con colaboraciones como esta».

El prototipo de este BioPen aún debe ser probado en clínica para demostrar su eficacia. Sin embargo, los primeros estudios demuestran que es una gran herramienta para controlar el material depositado, uno de los aspectos clave a la hora de regenerar el material óseo y cartilaginoso tras un accidente. ¿Será este bolígrafo una pieza clave de la medicina regenerativa de los próximos años?

Terapia génica y células madre ganan terreno en patología ortopédica infantil

Fuente: http://www.diariomedico.com/2012/11/07/area-cientifica/especialidades/traumatologia/terapia-genica-troncales-cot

Investigadores de todo el mundo se han reunido en el XVII Seminario Internacional de Ortopedia Infantil celebrado en nuestro país, entre los cuales se encuentran David Farrington, jefe de Traumatología Infantil del Hospital Virgen del Rocío, de Sevilla, junto con Jesús González Herranz, traumatólogo infantil del Hospital Universitario Virgen de Valme, de Sevilla, y Julio de Pablos, cirujano ortopédico del Hospital San Juan de Dios, de Pamplona.

En la nueva edición de esta reunión han participado también el cirujano Vicent Mosca, de la Universidad de Seattle, experto en cirugía reconstructiva del pie pediátrico, así como Scott Kozin, de la Universidad de Filadelfia, ambas en Estados Unidos, figura mundial en malformaciones congénitas de la mano.

Kozin se refirió al manejo, indicaciones y técnicas quirúrgicas que se emplean para la reconstrucción de polidactilias y otro tipo de malformaciones, mientras que Francisco Javier Lucero, del Hospital Austral de Buenos Aires, con experiencia en tumores malignos de huesos, se ha centrado en las técnicas de reconstrucción para evitar la amputación de la extremidad en el niño, la utilización de prótesis expansibles que permiten que el hueso siga creciendo y, sobre todo, la metodología de preservación del miembro para evitar amputar a un menor si se le puede realizar cualquier otro tipo de cirugía.

También ha participado el profesor Eng Lee, de la Universidad de Singapur, que investiga en cirugía ortopédica infantil con cultivos de células madre y de condrocitos, así como Camilo Turriago, de Colombia, con gran experiencia en parálisis cerebral, que ha aportado datos sobre neuroortopedia y las repercusiones osteoarticulares que tienen las enfermedades neurológicas en los niños.

Un remplazo de cadera permanente basado en células madre

Fuente: http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2012/08/120831_protesis_cadera_nanotecnologia_men.shtml

Un equipo de biólogos, nanoingenieros y cirujanos han diseñado una nueva técnica para poder contar con un reemplazo de cadera que puede durar toda la vida del paciente.

Los científicos cubrieron la prótesis con un "nanopatrón" de plástico perforado para estimular a las células madre a formar nuevo hueso junto a la nueva articulación. El procedimiento intenta evitar los problemas que surgen actualmente cuando el organismo forma tejido blando alrededor de las prótesis de reemplazo de cadera. Esto provoca que el paciente tenga que ser sometido a un nuevo reemplazo de la articulación. Actualmente es necesario llevar a cabo la operación después de, como mucho, 15 años.

Tal como explica a la BBC el doctor Dominic Meek, especialista en cirugía ortopédica del Hospital General Southern Glasgow, quien está involucrado en la investigación, el procedimiento actual de reemplazo de cadera ha llegado al límite de su éxito. "Uno de los problemas es que han sido tan exitosos que cada vez los hemos estado colocando con más frecuencia en pacientes más jóvenes. Y éstos son mucho más activos" dice el experto. "Debido a esto estas personas desgastan estos reemplazos de articulaciones". Y a esto debe añadirse el hecho de que los implantes pueden también aflojarse, agrega.

Esto ocurre porque a través de los años las células madre de la médula ósea del paciente rodean al implante con tejido blando. Las células madre en nuestro organismo tienen la capacidad de transformarse en cualquier tipo de célula. Pero el tejido blando alrededor de un implante provoca que éste se desajuste. Si se logra estimular a las células madre a formar hueso en lugar de tejido blando será posible crear una articulación que puede durar toda la vida.

Y esto es lo que el equipo de la Universidad de Glasgow está haciendo. Su solución es un nanopatrón, un patrón tan pequeño que no puede verse ni con los microscopios ópticos más poderosos. Con un microscopio electrónico puede verse como un conjunto de pequeñísimas perforaciones con un diámetro de unas 120 milmillonésimas de metro. Cuando las células madre se unen al nanopatrón ocurre algo increíble: en lugar de tejido blando, crece hueso. "Lo que hemos hecho es controlar el patrón para "ordenarle" a las células madre qué tipo de tejido queremos que formen" dice a la BBC el biólogo Matthew Dalby, otro de los investigadores. "Y al afinar el patrón podemos decirle a las células madre alrededor del implante que queremos que formen hueso".

El siguiente paso es recubrir las superficies clave de un implante con el nanopatrón de plástico perforado, explica el investigador. Según los científicos, este material es muy resistente, no interactúa químicamente con el organismo y no interfiere con las radiografías. Y lo principal, agregan, es que puede manipularse y crear las pequeñísimas perforaciones que se requieren para la formación de hueso.

El proceso ha tomado hasta ahora tres años y según los investigadores se requerirán unos cinco o 10 años antes de poder llevar el estudio del laboratorio al quirófano. Pero si se tiene éxito el beneficio será enorme no sólo para el remplazo de caderas. La técnica también podrá aplicarse a rodillas y hombros. E incluso el nanopatrón podría tener también aplicaciones para el desarrollo de nuevos fármacos para tratar la osteoporosis.

Presentan en Galicia biomateriales que minimizan rechazos en prótesis y resultados positivos en tratar osteoartritis

Fuente: http://ecodiario.eleconomista.es/salud/noticias/4047316/06/12/GaliciaPresentan-biomateriales-que-minimizan-rechazos-en-protesis-y-resultados-positivos-en-tratar-osteoartritis.html

Los avances conseguidos en biomateriales que minimizan rechazos en las prótesis y en la regeneración del hueso en las universidades gallegas han centrado la primera mesa redonda del XXV Congreso de la Sociedad Gallega de Cirugía Ortopédica y Traumatología (Sogacot), que ha reunido a más de 200 profesionales este viernes y sábado en Santiago de Compostela.

La primera de las mesas redondas coordinada por el presidente del comité organizador del congreso, el doctor José R. Caeiro, presentó una serie de avances en ciencias básicas y biomateriales que se están realizando en las universidades de Vigo y Lugo.

Así, el catedrático del Departamento de Física Aplicada de la Universidade viguesa, Pío González Fernández, expuso el trabajo de este departamento con biomateriales, donde es pionero en España y donde desarrolla dos líneas de investigación: la mejora de las prótesis actuales y la orientada a la medicina regenerativa, según explica la organización del evento.

Una de las herramientas de la medicina regenerativa es la ingeniería de tejidos, según han manifestado. "El futuro pasa por que a partir de un material poroso se pueda fabricar un hueso en el laboratorio a través de células madre del paciente. Este hueso sería el que posteriormente se implantaría en el paciente", explica Pío González, cuyo departamento ha conseguido fabricar materiales bioinspirados "a través de materiales naturales que ya tienen una estructura porosa como son algas, plantas marinas o maderas que se transforman en materiales cerámicos".

Posteriormente, los biológos son los encargados de incorporar a este material las células óseas. "Se han realizado pruebas con conejos y se ha demostrado que funciona, porque el hueso crece internamente. La razón es que la microestructura del material cerámico es similar al hueso y las células lo reconocen como propio", ha añadido.

Además, este departamento también trabaja en la mejora de las prótesis actuales, de forma que la composición de los recubrimientos de las prótesis sean lo más parecido a la composición del hueso. Es decir, se busca que no sólo incorporen fósforo y calcio sino también silicio, magnesio, estroncio y otros, según han expuesto en el congreso.

El catedrático ha explicado, además, que están fabricando "apatitas multisustituidas con diferentes elementos del hueso que son lo más parecidas posible a los materiales biológicas". Al mismo tiempo, argumenta que utilizan "técnicas láser" porque, a su entender, "son mejores que las técnicas que se utilizan hoy en día en la industria".

El Departamento de Física Aplicada de la Universidade de Vigo colabora con la Universidad de Sevilla, que ya había empezado a trabajar con estos materiales bioinspirados pero para otras aplicaciones. Fue este grupo vigués quien entendió las nuevas posibilidades de estos materiales, que inicialmente se utilizaban en la NASA porque soportan altas temperaturas. Estos materiales se utilizan como pantalla térmica en los transbordadores espaciales.

Por su parte, el profesor Antonio González Cantalapiedra, de la Facultad de Veterinaria de Lugo (USC), presentó en primicia a los congresistas los resultados de un estudio sobre los efectos de los fármacos de acción lenta a la hora de tratar la osteoartritis en conejos.

De este modo, González Cantalapiedra ha hecho hincapié en que "el experimento ha sido satisfactorio pues con la aplicación de un nuevo modelo" han "comprobado que los conejos desarrollan una osteoartritis menor". Incluso ha avanzado que "mediante un micro-TC" han podido detectar "el proceso inflamatorio en el cartílago, que es algo que no se había hecho nunca antes".

De hecho, el doctor Antonio González Cantalapiedra y su equipo se encuentran recopilando todos los resultados del estudio para publicar un artículo científico sobre este importante avance. "No hay ningún artículo o ponencia que haya demostrado la inflamación a nivel de cartílago y del hueso. Y nosotros lo hemos demostrado", concluye. El siguiente paso sería la aplicación de estos fármacos y modelos en seres humanos, algo que "llevará bastante tiempo pues las exigencias son muchas y, además, la Administración española no es especialmente rápida", ha agregado.

Por su parte, el profesor doctor Daniel Lozano Borregón ha presentado los últimos avances que se están realizando en España en materia de regeneración ósea con la ayuda de biomateriales. Así, explicó que la medicina regenerativa en defectos óseos no deja de avanzar, tanto en injertos (de la propia persona o de otro paciente), como en terapias celulares.

En este sentido, apostó por la combinación de células mesenquimales (equivalentes a células madre) con biomateriales más avanzados y complejos, para avanzar en la regeneración del hueso. "El mayor problema que nos encontramos es el insuficiente número de células mesenquimales disponibles", advirtió el doctor Lozano Borregón.

Este viernes se ha celebrado la inauguración oficial del congreso, en la que pusieron de relieve la importancia de estos simposios para avanzar en las prácticas médicas que permitan una prestación asistencial "de calidad y más económica".

El presidente del Comité Organizador del Congreso, José R. Caeiro Rey, destacó que este evento "supondrá una puesta al día sobre ciertos aspectos relacionados con los avances científicos y tecnológicos más recientes en esta especialidad y un intercambio de conocimientos y experiencias con otros profesionales".

Mientras, el presidente de la Junta Directiva de la Sociedad Gallega de Cirugía Ortopédica y Traumatología, el doctor Roberto Casal, señaló que "la sociedad será quien decida cómo se hacen los recortes". "La decisión no nos compete a los médicos, que en ningún caso reduciremos el nivel de calidad de nuestro trabajo", ha sentenciado. Sin embargo, señaló la posibilidad de "alcanzar consensos sobre la práctica clínica que permitan mejorar la gestión de los recursos, y para ello es muy importante la celebración de congresos como éste".

La Universidad de Valladolid trabaja en un biomaterial que evite las prótesis en las articulaciones

Fuente: http://www.abc.es/20120530/comunidad-castillaleon/abcp-trabaja-biomaterial-evite-protesis-20120530.html

Desterrar las prótesis en las articulaciones lesionadas por traumatismo o con artrosis es uno de los beneficios de la investigación que está llevando a cabo la empresa Technical Proteins Nanobioltechnology (TPNBT), dependiente de la Universidad de Valladolid, para el desarrollo de un implante inyectable que regenera tejidos, concretamente el cartílago, que una vez dañado no se recupera como otros órganos y tejidos del cuerpo humano. Esta línea de investigación ha merecido el apoyo económico de la Fundación Genoma Humana que financia con 267.500 euros la fase preclínica del proyecto.

Así lo dio a conocer ayer en rueda de prensa el catedrático de Física de Materia Condensada de la U. de Valladolid y coordinador de este trabajo, José Carlos Rodríguez, quien resaltó la necesidad de superar la fase meramente académica y científica de la investigación universitaria para traspasar los laboratorios y alcanzar una aplicación práctica, en este caso en las Ciencias de la Salud. Por ello, Rodríguez se ha constituido en empresario a través de TNPBT para dotar de aplicación práctica a su investigación, que de superar la fase clínica podría poner en el mercado un producto para que recuperar totalmente los cartílagos dañados por artrosis y traumas, evitando el uso de prótesis.

 

El implante inyectable se compone de células mesenquimales de la médula ósea y del biomaterial proteico, creado y patentado por esta empresa. Se trata de un material líquido que una vez inyectado y a temperatura corporal se solidifica, «rellenando» las zonas deterioradas o desaparecidas del cartílago. En un plazo de dos meses, las células del paciente, tras reaccionar ante este material, generan por sí mismas el cartílago desaparecido, sin originar toxicidades y efectos secundarios, al menos en la fase de experimentación con animales. Este material sería aplicable a las todas las articulaciones (rodillas, codos, caderas... etc.) afectadas por enfermedades degenerativas como la artrosis o dañadas por traumatismos.

En la actualidad, estas patologías son corregidas parcialmente por prótesis de titanio y plástico, que a lo sumo alivian el dolor y recuperan parcialmente la movilidad. La nueva técnica garantizaría un restablecimiento completo. Además, este implante inyectable es más barato que una prótesis tradicional, ahorra los costes en rehabilitación y permite una mejor calidad de vida posterior.

Con la financiación de la Fundación Genoma España, esta investigación desarrollará su fase preclínica. Una vez concluida, deberá afrontar la fase clínica, para la cual necesitará financiación específica. Si las fases no sufren retrasos, y tras obtener la autorización de la Agencia Española del Medicamento, este material biotecnológico podría aplicarse a pacientes dentro de cinco años como muy pronto.

Este proyecto surgió del grupo de investigación de la U. de Valladolid Bioforge, que trabaja en dos líneas, la primera dirigida a producir biomateriales para la medicina regenerativa, y la segunda, centrada en terapias avanzadas de dosificación inteligente de fármacos y de ADN —una tecnología que encapsula el ADN y lo dirige a las células que lo necesitan—. Al acto acudieron el rector de la Universidad, Marcos Sacristán, y el director general de Genoma España, Rafael Camacho.