director del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC)
Artículo de opinión
La necesidad de sustituir y reparar tejidos o partes del cuerpo humano ha existido siempre, aunque no ha sido hasta el último tercio del siglo pasado que se ha producido con un porcentaje de éxito aceptable. Los trasplantes han permitido mejorar la calidad de vida a miles de personas de todo el mundo.
Asimismo, el éxito en la fabricación y la colocación de diferentes tipos de implantes ha tenido un efecto similar, pero en este caso sobre millones de personas. Prótesis de cadera, de rodilla, lentes intraoculares, válvulas cardíacas y un largo etcétera están asociadas a éxitos de la cirugía y al bienestar de los pacientes. Ha sido, pues, necesario disponer de materiales para fabricar estos dispositivos implantables, que siendo biológicamente funcionales no deben provocar efectos negativos sobre la salud del huésped.
La evolución de la medicina y la cirugía ha ido asociada a la de la ciencia y la tecnología. Durante el siglo XX se producen grandes avances que permiten disponer de materiales metálicos, cerámicos y poliméricos, candidatos a ser utilizados en diferentes tipos de implantes. La homeostasis del cuerpo humano resulta muy demandante en cuanto a las propiedades de los materiales que se pueden implantar, limitándose la elección posible a un número muy reducido. La interacción entre el material y el medio biológico debe entenderse tanto en la degradación del material como en las respuestas biológicas que el material y sus productos de degradación originan. Así, los materiales candidatos a la fabricación de implantes han tenido que buscar entre los que tienen resistencias mecánica y a la corrosión adecuadas, que sean ligeros, que estén disponibles en diferentes formas que permitan la mecanización y procesado y que sean esterilizables.
De ahí que históricamente los biomateriales se entendían como inertes, y el menos nocivos posible para el organismo, y se seleccionaban entre los existentes para otras aplicaciones como las industrias química, mecánica, alimentaria, energética, aeroespacial, entre otros. Actualmente existen normas y regulaciones que permitan poner en el mercado dispositivos implantables que utilizan materiales debidamente aceptados para este fin.
El progreso científico, en especial los avances en nanotecnología y en biología dentro del campo de las células madre, ha permitido ver las posibilidades de lo que se conoce como medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. Así, con el fin de regenerar tejidos u órganos enfermos o dañados será necesario disponer de andamios sobre los que poder cultivar células madre que después de anclar en ellos, proliferar y diferenciarse, acabarán produciendo el efecto regenerador. Para que esto ocurra, el material del andamio deberá tener propiedades similares a las de la matriz extracelular del tejido en cuestión, para poder generar señales específicas a las células y guiar su comportamiento. Estos biomateriales, idealmente análogos a la matriz extracelular, deberán ser diseñados con mucha especificidad. En consecuencia, el éxito de la medicina regenerativa se basa en el acurado diseño de los biomateriales, que está muy lejos de la selección del material candidato en una lista de materiales disponibles.
* El Dr. Josep Planell ha participado recientemente en la jornada de Biocat Biomateriales: de la biónica a la regeneración y las terapias avanzadas.