La medicina regenerativa, con sus sorprendentes posibilidades, es presentada a menudo como un cambio de paradigma: de una medicina que sustituye o alivia los síntomas, a otra que fomenta la capacidad del cuerpo de curarse a sí mismo. Pero nada de esto es planteable sin el avance previo de la nanotecnología y los nuevos materiales. Los proyectos de investigación Nanobiocom y Bioavan pretenden ser un impulso en esa línea. Nanobiocom persigue el desarrollo de una matriz -un molde- sobre el que crecer tejido óseo regenerado. Bioavan busca nuevos materiales que incorporen, además, una cualidad extra, ya sea estimular la regeneración o disolver un trombo sanguíneo. Ambos proyectos muestran lo que podría ser la medicina de un futuro no tan lejano.
Uno de los requisitos fundamentales de cara a la regeneración de tejidos es lograr que las células que deben regenerarse reciban las señales bioquímicas adecuadas. Y para eso es necesario una matriz, un molde, para el tejido en regeneración. Una matriz que debe estar trabajada con un grado de detalle de nanómetros (millonésimas de milímetro). Diseñar los moldes para este tipo de aplicaciones es el objetivo de Nanobiocom, un proyecto europeo liderado por la empresa española Inasmet en el que participan otros siete organismos de Italia, Holanda, Reino Unido y Suiza, entre ellos la empresa vasca Progenika y el Instituto Biomecánico de Valencia.
En concreto, con Nanobiocom se pretende proporcionar matrices que estimulen la formación de grandes porciones de tejido óseo. Hoy en día se recurre a la regeneración de hueso en pequeños implantes, pero los casos en que hace falta regenerar grandes porciones de hueso, como en casos de accidentes, cáncer o enfermedades degenerativas, siguen siendo demasiado complejos.
Matriz inteligente
«En caso de deterioro sustancial del hueso puede ser necesario que el implante reúna las propiedades fisiológicas y funcionales del elemento dañado», explican en Inasmet. «Ante esa hipótesis, los implantes óseos deben cumplir una serie de requisitos capaces de contribuir a la reconstrucción del tejido óseo deteriorado de la manera más eficiente y menos molesta, sin repercusiones graves». Además, el material implantado debe poder desempeñar las mismas funciones mecánicas del hueso dañado mientras se produce la regeneración.
Este tipo de implantes son mucho más sofisticados que los disponibles hasta ahora. Se basan en desarrollar una matriz soporte de un material inteligente, que estimule la regeneración del tejido óseo en tres dimensiones, mediante la activación de las células madre del tejido óseo y capaz de responder a los cambios fisiológicos propios de un entorno vivo. ¿Cómo? Recurriendo a la nanotecnología.
La matriz se vuelve bioactiva (inteligente) a base de la integración de nanopartículas con los ingredientes adecuados: nanotubos de carbono y de polímeros, que además refuerzan el material y le añaden resistencia mecánica. También puede recurrirse a materiales sensibles a estímulos externos controlables, como la estimulación eléctrica. Tras su desarrollo en el laboratorio, con el tamaño y la forma adecuados, la matriz se implantará en el paciente y, pasado un tiempo en que se ha producido la regeneración del tejido óseo, se desintegrará.
Materiales biomédicos
La nueva matriz inteligente estimularía la regeneración ósea por activación de células madre del tejido óseo y respondería a cambios fisiológicos¿Es imaginable un catéter que además de abrirse paso por el sistema circulatorio evite la formación de trombos sanguíneos? O unas lentes intraoculares con propiedades antibacterianas y además mucho más finas y flexibles, con lo que se simplifica su colocación en el ojo. O incluso un cemento para prótesis traumatológicas que se despegue fácilmente de la prótesis cuando esto sea necesario, facilitando así una segunda intervención en caso necesario, algo cada vez más frecuente dado el aumento de esperanza de vida actual.
Hacer realidad los casos anteriores es el objetivo del proyecto de investigación español Bioavan, iniciado el año pasado y en el que intervienen el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad del País Vasco (UPV-EHU), la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad de Valladolid con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión, la Universidad de Alcalá de Henares y el Complejo Hospitalario de Vigo.
Las lentes súperflexibles son otra aspiración. Conseguirlas implicaría hacer una incisión en el cristalino de sólo un milímetro en lugar de los tres actuales. El material de la lente, también polifuncional, podría integrar compuestos con propiedades antibacterianas. Y el cemento despegable para prótesis «también es algo que todo el mundo persigue», apunta Ortiz de Urbina. Una vía para obtenerlos son los materiales que aumentan súbitamente de volumen ante un determinado estímulo.
¿Cuando es esperable que se hagan realidad estos proyectos? Se confía disponer de los materiales, con sus propiedades ya demostradas, en 2009. De la obtención del material a la comercialización del producto final, no obstante, aún pasará tiempo. El proyecto Bioavan para el desarrollo de materiales biomédicos avanzados cuenta con un presupuesto de 7,5 millones de euros, de los que el ministerio de Educación y Ciencia aporta el 50% y el resto las empresas implicadas.
Imagen: WikipediaPara el desarrollo de todos los productos biomédicos avanzados se utilizan materiales llamados polifuncionales. Son, por ejemplo, los «materiales con memoria de forma», explica Gregorio Ortiz de Urbina, responsable de la Unidad de Salud de INASMET-Tecnalia. El plástico del que están hechos los catéteres, por ejemplo, es sólido a 20 grados pero a los 37 grados habituales a que está el organismo se vuelve flexible y permite así navegar por el sistema circulatorio.
Si, además, en la superficie del material se integran nanopartículas con un compuesto antitrombótico, ya está disponible un catéter con propiedades antitrombóticas. «Además, son materiales programables, de forma que liberen el fármaco de la manera deseada», señala Ortiz de Urbina. Así, el plástico se puede programar para que se active a una determinada temperatura o pH, o ante la presencia de un determinado compuesto -como el azúcar en sangre en el caso de diabetes-.
