El laboratorio de Fisiopatología Ósea y Biomateriales (FIOBI) de la Unidad de Investigación del Hospital Universitario La Paz (UAM) se ha interesado en evaluar la biocompatibilidad de los productos de degradación que se originan de los nuevos implantes protésicos y en analizar los mecanismos implicados en la respuesta biológica a partículas.
El incremento en patologías óseas asociadas al envejecimiento de la población ha impulsado la investigación en nuevos biomateriales de uso protésico, así como de las complicaciones que pueden generar una vez implantados. Se sabe que el éxito a largo plazo de las prótesis está condicionado en gran medida por la respuesta a las partículas que se originan como consecuencia de su desgaste en servicio.
Una de las intervenciones quirúrgicas más frecuentes y exitosas en ortopedia consiste en la sustitución de articulaciones, como rodilla o cadera, por una prótesis. Entre las complicaciones que limitan la duración de los implantes destaca la osteolisis periprotésica o pérdida de masa ósea en torno al implante. Frecuentemente este fenómeno está asociado a la aparición de partículas de desgaste, resultado de la inevitable degradación del material protésico a consecuencia de su uso.
Las partículas interaccionan con células presentes en el microambiente óseo conduciendo a largo plazo al aflojamiento y fallo del implante, que deberá ser recambiado quirúrgicamente. Entre los diversos tipos celulares implicados en la respuesta biológica a las partículas de desgaste se encuentran los macrófagos, células implicadas directamente en la respuesta inflamatoria, y los osteoblastos, encargados de la formación ósea. Ante la presencia de partículas, estos tipos celulares se activan y liberan diversos mediadores que alteran el correcto proceso del remodelado óseo y favorecen la destrucción de hueso.
Los materiales basados en aleaciones de titanio son ampliamente utilizados en la fabricación de prótesis articulares, debido a su excelente biocompatibilidad y destacables propiedades mecánicas. Con el fin de mejorar su resistencia al desgaste se han propuesto diversas modificaciones superficiales de estas aleaciones, como las que dan lugar a una capa superficial de óxido de titanio tipo rutilo.
A consecuencia del desgaste progresivo de estos implantes se producirá una liberación y acumulación de partículas tipo rutilo, cuya respuesta biológica determinará la biocompatibilidad del material a largo plazo. El grupo FIOBI ha evaluado comparativamente la respuesta de macrófagos y osteoblastos a partículas de rutilo y titanio. Los resultados, recientemente publicados en la revista Biomaterials (Biomaterials 29 (2008) 2326-2335), indicaron que ambos tipos de células responden diferencialmente ante la presencia de uno u otro tipo de partículas.
Los datos publicados apuntan a una mejor tolerancia biológica a los productos de desgaste procedentes de aleaciones con una capa superficial de rutilo, en comparación con aquéllas sin modificar. Los experimentos indican que la neutralización de algunos mediadores solubles liberados por macrófagos en presencia de partículas podría atenuar la destrucción ósea.
Este estudio se suma al de numerosos grupos de investigación que profundizan en el complejo entramado de interacciones celulares que controlan la progresión de la osteolisis periprotésica asociada a la presencia de partículas de desgaste.
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