En forskargrupp från University of Malaga, det andalusiska centret för nanomedicin och bioteknik-BIONAND, Canary Islands Technological Institute, företaget Osteobionix, och CIBER (Networking Center for Biomedical Research) har utvecklat en beläggning för titanproteser baserad på 3-D förgrenade polymerer som kan innehålla ämnen som underlättar bindning med benet. Denna mekanism underlättar bencellsigenkänning av implantatet, vilket förbättrar osseointegration och förhindrar både avstötning och förslitning av benmassan och själva implantatet.

Resultatet är ett titanimplantat belagt med en tredimensionell förgrenad nanostruktur, kallas dendrimer, som fungerar som en brygga mellan titanet och benet och som även bär ämnen som underlättar bildandet av ny vävnad på protesens yta. Detta säkerställer att den friska komponenten binder till protesen vilket gör att fixeringen sker på ett naturligt sätt, mer stabila och mer hållbara än i de nuvarande.

Metoden som föreslås av forskarna i artikeln "Dendritic Scaffold onto Titanium Implants. A Versatile Strategy Increasing Biocompatibility, " publicerad i tidskriften Polymerer , ger implantaten specifika egenskaper, eftersom de har en mer homogen struktur med större integritet, vilket ger mindre slitage. Det erbjuder också möjligheten att kontrollera dess sammansättning för administrering av specifika läkemedel för att undvika avstötningar och infektioner.

Specifikt, experterna inkluderade fragment av proteiner som kroppen producerar naturligt, kända som fibronektiner, som uppmuntrar bindningen av benceller till implantatet. Dessa molekyler får cellerna att växa och föröka sig, vilket resulterar i större acceptans av det yttre elementet. Leonor Santos-Ruiz, en forskare vid University of Malaga och en av författarna till artikeln, förklarade till Fundación Descubre:"Cellernas integriner fungerar som perfekta krokar som fäster sig på fibronektinfragmenten som introduceras i dendrimerstrukturen, uppnå en robust integration mellan implantatet och organismen."

På det här sättet, varje gren av ställningen fästs vid benet med dessa krokar, därigenom förankrar implantatet och hjälper anslutningarna att ske naturligt tack vare integreringen av metallen med den levande vävnaden. "Dessa unika egenskaper gör dendrimera system lämpliga för en mängd olika tillämpningar inom regenerativ medicin, " tillade forskaren.

Således, förutom fibronektiner, andra ämnen kan ingå, som antiinflammatoriska ämnen, som främjar vävnadsåtervinning efter installationen av protesen, eller antibiotika, för att undvika frekventa problem med nuvarande implantat, såsom bakterieinfektioner.

Implantat förvandlas till ben

Problemen till följd av utbyten av metallmaterial beror vanligtvis på överbelastning, vilket kan leda till förlust av friskt ben, slitage på själva implantatet, eller en dålig interaktion mellan ben och implantat som resulterar i avstötning eller infektion.

Experterna arbetar redan för att bekräfta lämpligheten av dess användning på patienter såsom har visats i laboratoriet. Dessutom, de anser att det är ett hållbart och användbart alternativ för tandimplantat, och för full käke, höft- eller knäproteser. "De senare har för närvarande en arbetslivslängd på cirka 10 år. Med denna nya struktur skulle varaktigheten bli längre, avslutade forskaren.

Dessa experters arbete modifierade ytorna på dendrimererna med fragmentet av fibronektin känt som "RGD-domän, " som består av endast tre aminosyror (arginin, glycin, och aspartat) som fungerar som ett ankare för cellmembranreceptorerna som kallas integriner. Dessa receptorer överför till cellerna många viktiga signaler om den omgivande miljön och avgör om cellen kan fästa vid ett visst material eller inte.

Metallerna, polymerer och syntetiska produkter som används för att tillverka dagens proteser saknar RGD-domänen, eftersom de inte är biologiska material, och därför är det svårt för cellerna att känna igen dem. När metallen är belagd med en dendrimer som bär RGD-domänen, cellen hittar en ankarpunkt i den metallen och binder till den naturligt. Denna komposition har därför gynnat och förbättrat cellulär vidhäftning till titaniumytor, vilket ökar dess biokompatibilitet, det är, dess förmåga att accepteras av organismen. Genom att göra så, dendrimeren är fäst vid benet, som tolkar det som en del av sig själv och inte som något främmande, och både implantatet och platsen där det är installerat kan tala samma "biologiska språk" och det finns inget avslag.