Hidrogeles bioactivos para la regeneración ósea en osteoporosis

Abstract

El objetivo de este trabajo es la elaboración, caracterización y evaluación de sistemas nano-estructurados inyectables, a base de hidrogeles preparados con Pluronic®-F127 y Tetronic® 1307, conteniendo BMP-2 y β-estradiol formulados en micropartículas de polímeros biodegradables, para su aplicación en regeneración de defectos críticos óseos en población osteoporótica. La composición de los dos sistemas desarrollados es, en primer lugar un hidrogel de Pluronic®-F127, Tetronic® 1307 y α-ciclodextrina (P/T/CD) y, como alternativa, se elaboró otro sistema de Tetronic® 1307 y alginato (T-A). Los sistemas se caracterizaron en cuanto a propiedades reológicas, resistencia a la desintegración, control de la liberación de las sustancias activas y eficacia regenerativa in vivo. El P/T/CD mostró su biocompatibilidad en cultivos de células mesenquimales de médula ósea de rata y su capacidad para facilitar su diferenciación a osteoblastos. Por otro lado, los coeficientes de difusión de los componentes del sistema (determinados por resonancia magnética nuclear) confirmaron la formación de un complejo de inclusión polímeros-CD. Ambos sistemas gelifican en un intervalo de temperatura comprendido entre 20 °C y 37 °C, lo que asegura su inyectabilidad y adaptación a la forma del defecto. De acuerdo con los estudios de estabilidad estructural in vitro, los sistemas mantienen su integridad, al menos, durante cuatro semanas. Las modificaciones realizadas en el sistema T-A dieron lugar a un mejor control de la liberación de las sustancias activas y a una mayor resistencia a la erosión. Sin embargo, estas diferencias no se reflejan en mayor eficacia regenerativa. Con ambos sistemas el porcentaje de regeneración obtenido fue similar, 50-60% del defecto se rellenó con tejido óseo nuevo. En general, la combinación de β-estradiol y BMP-2 resultó ser el tratamiento más efectivo. Por último, a pesar de los avances alcanzados en este trabajo hay que reconocer que aún es necesario seguir optimizando las herramientas a emplear en este tipo de defectos para lograr la formación de tejido óseo correctamente mineralizado.