Una nueva técnica desarrollada por Gordana Vunjak-Novakovic, profesora de ingeniería biomédica de la Fundación Mikati en Columbia Engineering y profesora de ciencias médicas en medicina en la Universidad de Columbia, repara defectos óseos grandes en la cabeza y la cara mediante el uso de una vida desarrollada en laboratorioóseo, adaptado al paciente y al defecto que se está tratando. Esta es la primera vez que los investigadores desarrollan un hueso vivo que replica con precisión la estructura anatómica original, utilizando células madre autólogas derivadas de una pequeña muestra de grasa del receptor. El estudio se publica hoy en Medicina traslacional de la ciencia .
"Hemos podido demostrar, en un modelo de reparación de mandíbula porcina de tamaño clínico, que este hueso, crecido in vitro y luego implantado, puede regenerar sin problemas un gran defecto al tiempo que proporciona una función mecánica", dice Vunjak-Novakovic,quien también es director del Laboratorio de Ingeniería de Células Madre y Tejidos de Columbia, codirector del Centro de Regeneración Craneofacial y director del Biorreactor Núcleo del Centro de Ingeniería de Tejidos de NIH. "La necesidad es enorme, especialmente para defectos congénitos, traumatismos,y la reparación ósea después de la cirugía del cáncer. La calidad del tejido regenerado, incluida la vascularización con perfusión sanguínea, supera lo que se ha logrado con otros enfoques. Por lo tanto, este es un paso muy emocionante para mejorar las opciones de medicina regenerativa para pacientes con defectos craneofaciales, y nosotrosespero comenzar los ensayos clínicos dentro de unos años "
el equipo de Vunjak-Novakovic, que incluía investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de Columbia Engineering, la Facultad de Medicina Dental de Columbia, la Universidad Estatal de Louisiana y la Facultad de Medicina de la Universidad de Tulane, fabricaron un andamio y una cámara de biorreactor basada en imágenes de la mandíbula que soporta el pesodefecto, para proporcionar un ajuste anatómico perfecto. El andamio que construyeron permitió la formación de hueso sin el uso de factores de crecimiento, y también proporcionó una función mecánica, las cuales son ventajas únicas para la aplicación clínica. Luego aislaron las propias células madre del receptor de un pequeñoaspirado de grasa y, en solo tres semanas, formó el hueso dentro de un andamio hecho de matriz ósea, en un biorreactor perfundido diseñado a medida. Para imitar la logística de las aplicaciones clínicas previstas, donde el paciente y la fabricación del hueso se encuentran en lugares remotos lejos deentre ellos, los investigadores enviaron el biorreactor con el hueso vivo a todo el país para su implantación.
Un resultado inesperado fue que el hueso cultivado en laboratorio, cuando se implantó, fue reemplazado gradualmente por hueso nuevo formado por el cuerpo, un resultado que no se ve con la implantación de un andamio solo, sin células ". Nuestro hueso vivo cultivado en laboratorio sirve"como una plantilla 'instructiva' para la remodelación ósea activa en lugar de como un implante definitivo", dice Vunjak-Novakovic. "Esta característica es lo que hace que nuestro implante sea una parte integral del propio hueso del paciente, lo que le permite adaptarse activamente a los cambios en el cuerpoa lo largo de su vida "
Vunjak-Novakovic y su equipo ahora incluyen una capa de cartílago en el tejido óseo vivo bioingeniería para estudiar la regeneración ósea en defectos complejos de la cabeza y la cara. También están avanzando su tecnología a través de ensayos preclínicos avanzados, y en etapas de planificación con elFDA para ensayos clínicos, a través de su empresa epiBone.
"Tener la oportunidad de trabajar en investigaciones innovadoras que pueden ser parte de nuestro futuro es intrigante, energizante y realmente inspirador", dice el autor principal del estudio Sarindr Bhumiratana PhD'12, quien también es director científico de epiBone.
"Hoy en día, la ingeniería de tejidos está cambiando realmente la forma en que abordamos la reparación de tejidos, las pruebas de drogas, el modelado de enfermedades", agrega Vunjak-Novakovic. "En todas estas áreas diversas, ahora podemos poner las células a trabajar para nosotros y hacer tejidos,proporcionando entornos de bioingeniería que imitan su entorno nativo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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