MEDICINA REGENERATIVA Y TRANSPLANTES DE ÓRGANOS: ROL DE LOS BIOMATERIALES

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Las primeras técnicas han sido con materiales de naturaleza física y química fáciles de manejar para la formación de un tejido final, para este fin se han utilizado varios polímeros, así como materiales naturales como el colágeno, y tanto unos como otros han dado resultados efectivos en la creación de un medio de cultivo para las células, además de poder ser degradados en el organismo en caso de ser transplantados. Una vez los materiales han sido seleccionados como estructuras de soporte para el crecimiento de las células de acuerdo a determinadas características que son muy importantes como lo son las características mecánicas, así como sus características de superficie, las cuales le permitirán a las células interactuar con el material, estos deben ser procesados para que tengan una apropiada arquitectura y se logre la formación del tejido. Pero el proceso no termina aquí, es necesario que el tejido en crecimiento tenga un mecanismo de transporte de nutrientes así como de desecho para su adecuado crecimiento. Pero los tejidos no comienzan a crecer sobre los soportes de polímeros de una manera mecánica, estos requieren a su vez de factores de crecimiento y otras sustancias que colaboren en la formación de estos, asimismo por medio de estas sustancias se asegura también un control interno sobre el crecimiento de las células, permitiéndoles que crezcan de manera controlada, para que no sobrepasen ciertos límites. En este trabajo, la atención se centrara solamente en el papel de los biomateriales como parte de un complejo sistema de investigación en torno al desarrollo de órganos e implantes artificiales.

1. BIOMATERIALES

Los materiales biológicos son multifuncionales; exhiben simultáneamente varias propiedades. También son inteligentes, si por inteligentes entendemos que son capaces de reaccionar a estímulos externos, además los materiales biológicos son biodegradables. La palabra biomaterial es exclusivamente para aquellos materiales utilizados para evaluar, tratar, corregir o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del cuerpo humano. Bajo este concepto, hablar de biomateriales no es hablar de materiales empleados en la medicina, tampoco es hablar de materiales empleados para prótesis, ya que muchas de estas nunca están en contacto con tejidos vivos, hablar de biomateriales implica hablar de materiales capaces de estar en contacto con tejidos vivos, durante un periodo de tiempo, como parte del tejido, con la finalidad de completar al tejido y/o de ayudar a mejorar el funcionamiento de este cuando forma parte de un sistema, sin afectar el resto del organismo y sin ser afectado por el, a menos que así se hubiera diseñado.

Para poder hablar de un biomaterial, es necesario que este cumpla con requisitos, muchos de los cuales dependerán de que tejido será substituido por el material. Es obvio que solo por el hecho de estar en el cuerpo humano ya debe cumplir con muchas características de biocompatibilidad y características de biofuncionalidad. Podemos interpretar la biocompatibilidad de un material como la aceptabilidad biológica del material por el organismo del paciente. Cuando un material es biocompatible, entonces lo llamamos biomaterial. Para entender la biofuncionalidad considere un biomaterial con el que se hará una pequeña caja que se insertara en el cuerpo, si la caja tiene bordes y esquinas redondeadas y está bien pulida su superficie no causara problemas, pero si la caja tiene bordes y esquinas afiladas y si además no está pulida o presenta agujas en su superficie, causara mucho daño en el cuerpo implantado, el cual presentara reacciones de rechazo al implante aunque este sea de un material biocompatible; esto se debe a que el diseño del implante no es biofuncional. Ni la biocompatibilidad, ni la biofuncionalidad se determinan con una sola prueba, se requiere una serie de pruebas para cada uno de estos parámetros que implican técnicas de frontera.

ALGUNAS PRUEBAS QUE SE APLICAN PARA VER SI UN MATERIAL PUEDE SER USADO COMO BIOMATERIAL

- Citotoxicidad

Esta prueba verifica si el material o sustancia a utilizar es tóxicos o no para las células. Para ello se preparan tres cultivos celulares; en uno se pone un material reconocidamente tóxico, en otro uno inocuo y en el tercero el material que se quiere probar. De esta manera se caracteriza la agresividad del material para con las células.

- Genotoxicidad.

Verifica si existe alguna alteración de los genes de las células causada por el material o sustancia empleado.

- Biocompatibilidad.

Es una prueba realizada en animales. En ella se trata de observar efectos adversos ocasionados por el material o sustancia en estudio

El primer biomaterial, en el sentido en el que hoy se conoce este término, se desarrolló en la década de 1920. Reiner Erdler y Charles Prange, unieron sus conocimientos de médico dentista y metalurgia, respectivamente, para desarrollar el primer biomaterial metálico, la aleación Vitallium. Desde entonces, esta área ha experimentado un crecimiento vertiginoso, teniendo como referencia la línea de evolución de los materiales llamémoslos “comunes”, pero en lugar de en varios millones de años desarrollándose en un siglo.

1.1 BIOMATERIALES: DEFINICIÓN, PROPIEDADES Y CLASIFICACIÓN.

Como ya se había mencionado, la característica esencial y que deben cumplir todos los biomateriales es la biocompatibilidad, la cual se entiende como “la cualidad de no inducir efectos tóxicos o dañinos sobre los sistemas biológicos donde actúan, devolviendo una respuesta apropiada por parte del receptor y con un fin específico”. Su importancia radica en que debido a las características del sistema inmunológico cuando se introduce un cuerpo extraño en el organismo este tiende a rechazarlo o incluso a atacarlo, generando dolores, inflamaciones, que pueden provocar la retirada de dicho material, por lo que es una característica que debe ser garantizada antes de proceder a cualquier intervención. La biocompatibilidad no es blanco o negro, existe un índice, el cual nos indica lo adecuado o no de ese material para ser utilizado en un ser vivo.

Otra característica de suma importancia también ya mencionada, es la biodegradabilidad, donde se define biodegradabilidad como la resistencia de una sustancia a ser descompuesta en los elementos químicos que la componen por la acción de organismos vivos, normalmente microorganismos, bajo condiciones ambientales. A mayor