La curación de huesos rotos podría ser más fácil con un dispositivo que proporciona un andamio para que el hueso crezca y una estimulación eléctrica para impulsarlo hacia adelante, informaron los ingenieros de UConn el 27 de junio en el Journal of nano energía .
Aunque las roturas óseas menores generalmente sanan 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 las células a regenerarse.Pero los dispositivos médicos que hacen esto generalmente son voluminosos, dependen de cables eléctricos o baterías tóxicas, requieren cirugía de extracción invasiva y no pueden hacer mucho por 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 andamiospara estimular el crecimiento óseo, combinarlo 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 de forma exclusiva para este tipo de dispositivo, el voltaje se genera a través de un ultrasonido controlado a distancia. El ultrasonido vibra el andamio de polímero, que luego crea un campo eléctrico materialesque crean electricidad a partir de la vibración, o viceversa, se llaman piezoeléctricos. Para ayudar a curar una fractura de muslo, por ejemplo, el andamio de polímero se puede implantar en el hueso roto. Más tarde, la persona con el hueso roto puede agitar la varita de ultrasonidosu propio muslo. No se necesitan baterías ni cirugía de extracción invasiva una vez que se cura el hueso.
"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 sea necesario usando ultrasonido, dice el ingeniero biomédico de UConn Thanh Nguyen. El polímero piezoeléctricoNguyen y sus colegas usan para construir el andamio que se llama poli ácido L-láctico o PLLA. Además de no ser tóxico y piezoeléctrico, el 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 en células óseas. Esta tecnología posiblemente se puede combinar con otros factores para facilitar la regeneración de otros tejidos, comocartílago, músculos o nervios ", dice Ritopa Das, un estudiante graduado en el grupo Nguyen y el primer autor del artículo publicado.
Actualmente, Nguyen y sus colegas están trabajando para hacer que el polímero sea más favorable al crecimiento óseo, de modo que cure una fractura grande más rápidamente. También están tratando de entender por qué los campos eléctricos fomentan el crecimiento óseo. El hueso en sí mismo es algo piezoeléctrico,generar una carga superficial cuando el hueso está estresado por las actividades de la vida cotidiana. Esa carga superficial alienta a que crezca más hueso. Pero los científicos no saben si es porque ayuda a las células a adherirse a la superficie del hueso, o si hace que las células mismasmas activo.
"Una vez que comprendamos el mecanismo, podemos idear una mejor manera de mejorar el material y todo el enfoque de la estimulación de los tejidos", dice Nguyen.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Connecticut . Original escrito por Kim Krieger. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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