Los nanosilicatos pueden estabilizar las células madre en un estado propicio para la regeneración de tejido esquelético, lo que es crucial para un crecimiento óseo controlado y sostenido.
Durante siglos, las civilizaciones han utilizado materiales inorgánicos naturales por sus propiedades curativas percibidas. Los egipcios creían que el mineral de cobre verde ayudaba a la inflamación ocular, los chinos usaban cinabrio para la acidez estomacal, y los nativos americanos empleaban arcilla para reducir el dolor y la inflamación.
El Dr. Akhilesh Gaharwar y la Dra. Irtisha Singh han publicado dos artículos innovadores que revelan nuevas aplicaciones de los materiales inorgánicos en la regeneración de tejidos.
Acta Biomaterialia: Los iones inorgánicos pueden activar las vías celulares para la formación de hueso y cartílago en células madre.
Ciencia Avanzada: Los nanosilicatos 2D pueden ayudar en la regeneración musculoesquelética.
La capacidad de inducir la formación natural de hueso promete mejoras en los resultados de los tratamientos, tiempos de recuperación de los pacientes y la reducción de la necesidad de procedimientos invasivos y medicación a largo plazo.
"Mejorar la densidad y la formación ósea en pacientes con osteoporosis, por ejemplo, puede ayudar a mitigar los riesgos de fracturas, conducir a huesos más fuertes, mejorar la calidad de vida y reducir los costos de atención médica," dijo Gaharwar. "Estos conocimientos abren perspectivas emocionantes para desarrollar biomateriales de próxima generación que podrían proporcionar un enfoque más natural y sostenible para la curación."
Gaharwar destacó que este nuevo enfoque difiere de los métodos actuales de regeneración que dependen de moléculas orgánicas o biológicamente derivadas, y proporciona soluciones a medida para problemas médicos complejos. "Uno de los hallazgos más significativos de nuestra investigación es la capacidad de estos nanosilicatos para estabilizar las células madre en un estado propicio para la regeneración de tejido esquelético," dijo. "Esto es crucial para promover el crecimiento óseo de manera controlada y sostenida, lo cual es un desafío importante en las terapias regenerativas actuales."
Gaharwar recibió recientemente una subvención del programa de investigación (R01) del Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial para continuar desarrollando biomateriales para aplicaciones clínicas. Con la subvención, Gaharwar utilizará biomateriales inorgánicos junto con técnicas de impresión 3D para diseñar implantes óseos personalizados para lesiones reconstructivas. "En la cirugía reconstructiva, particularmente para defectos craneofaciales, el crecimiento óseo inducido es crucial para restaurar tanto la función como la apariencia, vital para funciones esenciales como masticar, respirar y hablar," dijo. "Inducir la formación ósea tiene varias aplicaciones críticas en ortopedia y odontología."
"Este enfoque no solo conecta las prácticas antiguas con los métodos científicos modernos, sino que también minimiza el uso de terapias proteicas, que conllevan riesgos de inducir un crecimiento tisular anormal y formaciones cancerosas," dijo Gaharwar. "Colectivamente, estos hallazgos esclarecen el potencial de los biomateriales inorgánicos para actuar como mediadores poderosos en la ingeniería de tejidos y estrategias regenerativas, marcando un avance significativo en el campo."
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