Hoy en día, las fracturas de huesos representan un problema de salud creciente en México y el mundo, a causa de accidentes y enfermedades como la osteoporosis u osteogénesis imperfecta, mejor conocida como huesos frágiles. Aunque muchas lesiones pueden tratarse con inmovilización, existen otros casos donde el hueso no puede regenerarse por sí solo.
Ante este panorama, es necesario implementar soluciones médicas más avanzadas que permitan mejorar la calidad de vida. Por ello, Víctor Javier Garrido Hernández, estudiante del octavo semestre del Doctorado en Ciencia de los Materiales en la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), trabaja en un proyecto que podría transformar el tratamiento de fracturas óseas complejas, con una intervención segura que favorece la recuperación natural y definitiva.
Un biomaterial accesible, compatible y seguro
El alumno Garza trabaja en la elaboración de andamios celulares mediante impresión 3D a partir de ácido poliláctico con hidroxiapatita para la regeneración de huesos, con el propósito de ofrecer una alternativa viable a tratamientos que favorezcan una recuperación más eficiente y biocompatible.
“Normalmente, cuando una persona sufre una fractura limpia que no presenta un defecto de tamaño crítico, basta con inmovilizar con yeso u otros materiales para que el hueso pueda regenerarse por sí solo. Sin embargo, hay ciertas patologías o tipos de fracturas en donde el hueso ya no tiene esa capacidad de regenerarse y éste necesita ayuda para recuperar su estado natural”, dijo.
En estos casos complejos, el tratamiento implica el uso de injertos óseos, que pueden ser de dos tipos principales: el autoinjerto, donde el tejido se extrae del propio paciente, y el aloinjerto, que provienen de bancos de cadáveres.
No obstante, ambos procedimientos presentan desventajas importantes: el primero, aunque altamente compatible, está limitado porque no es posible extraer grandes cantidades de tejido del propio paciente; mientras que el segundo implica riesgos de rechazo, infecciones o contaminación, además de que la disponibilidad en los bancos de cadáveres es reducida.
El objetivo del proyecto es desarrollar un material que sea accesible, fácil de producir, compatible con el cuerpo humano y que no genere reacciones adversas.
¿Qué busca lograr esta investigación?
La propuesta de Garrido Hernández consiste en diseñar andamios celulares biocompatibles y biodegradables con buenas propiedades mecánicas para su aplicación en la ingeniería de tejidos, principalmente para la regeneración de tejido óseo.
Estas estructuras tridimensionales no solo emulan las características físicas y biológicas del hueso, sino que también tienen la capacidad de soportar cargas y degradarse con el tiempo. Para lograrlo, trabaja con materiales compuestos que combinan las propiedades de polímeros y cerámicos, con el fin de optimizar su comportamiento dentro del organismo.
El biomaterial está compuesto por ácido poliláctico e hidroxiapatita, un mineral que se encuentra de forma natural en los huesos humanos. De tal manera que en el laboratorio se sintetizan para replicar mejor las características del hueso natural.
“Entonces, la impresión 3D nos permite crear estructuras completamente personalizadas, diseñadas específicamente para adaptarse al tamaño y forma exacta de lo que se desea reparar. En otras palabras, están hechas a la medida, adaptándose a las necesidades específicas de cada paciente y al tipo de fractura que presenta”, señaló.
El proyecto ha avanzado significativamente y, en esta primera fase, se han realizado pruebas de los biomateriales en células vivas para evaluar su toxicidad. Hasta ahora, los resultados han sido alentadores, ya que bajo la norma internacional ISO 10993, el biomaterial mostró una viabilidad celular del 86%, superando el mínimo requerido del 75%.
Estos resultados permiten avanzar en la investigación y establecer las bases para futuros estudios clínicos de mayor escala, que servirán como paso previo para una posible aplicación en humanos. “Es necesario mejorar la viabilidad, acercándonos quizá al 100 % mediante la funcionalización o recubrimiento del biomaterial, con el propósito de avanzar hacia la bioimpresión, integrando células inmersas en el propio material”, explicó el alumno Garza.
Perspectivas y beneficios del biomaterial
Garrido Hernández puntualizó que el objetivo final de este trabajo no es solamente contribuir al conocimiento científico, sino llegar a la aplicación médica real, especialmente en pacientes que hoy dependen de soluciones invasivas y costosas como las placas metálicas.
“Cuando un niño o una niña sufre una fractura y se le coloca una placa metálica, esta no crece a la par del infante, por lo que requiere reemplazos frecuentes que afectan su calidad de vida. Con este biomaterial, buscamos que el andamio se integre al cuerpo, promueva la regeneración ósea y eventualmente desaparezca sin dejar rastros, evitando cirugías adicionales. Esto también tiene un impacto positivo en la economía de las familias, pues no tendrán que enfrentar gastos futuros por intervenciones repetidas”, manifestó.
Del laboratorio al beneficio social
“Decidí trabajar con el grupo de materiales avanzados, liderado por el doctor Ventura Rodríguez Lugo, porque uno de sus principales objetivos no solo es fomentar la ciencia, sino llevarla a una aplicación práctica con alto impacto. Yo lo conocí en los congresos y seminarios organizados por la UAEH, como el Seminario Regional de Materiales Avanzados o el Capítulo Estudiantil, que buscan acercar la investigación a estudiantes de licenciatura y posgrado. Lo que me motivó a estudiar este tema fue el deseo de aportar un granito de arena para mejorar la calidad de vida de las personas y lograr que la investigación trascienda”, indicó.
Asimismo, reconoció el apoyo y el trabajo de la máxima casa de estudios de Hidalgo, la cual proporciona todos los recursos indispensables, como laboratorios, reactivos y equipos necesarios para el desarrollo integral de la investigación.
Desde los laboratorios de la UAEH, el proyecto de Garrido Hernández refleja el compromiso de llevar la investigación más allá del laboratorio, hacia soluciones innovadoras con potencial transformador y de impacto social.