Biomateriales

iomateriales: Biología y Química en el diseño de tejidos artificiales
Artículo publicado en marzo de 2011
Concepción Serrano López
Instituto de Ciencias Materiales de Madrid (CSIC)
28049 Madrid 
La Ingeniería de tejidos propone reemplazar tejidos u órganos dañados mediante el desarrollo de biomateriales que mimeticen la arquitectura, composición y/o funcionamiento del tejido original. Losprometedores avances de este nuevo campo multidisciplinar podrían, en un futuro próximo, aplicarse en el tratamiento de muchas de las patologías que aquejan a nuestra sociedad actualmente.
 
Probablemente todos nos hayamos parado a pensar alguna vez cuán importantes son los materiales en nuestra vida diaria. Materiales que, por ejemplo, se utilizan para fabricar las ropas con las que nosvestimos, los envases de nuestros alimentos o los vehículos que nos transportan. Y es que la definición de material es tan sencilla como amplia: "Elemento que entra como ingrediente en algunos compuestos"[1]. Esta simplicidad se debe, sin duda, a la falta de finalidad que un material tiene por sí mismo. Es en nuestras manos en las que adquiere una función, y en consecuencia, una utilidad práctica. Labúsqueda de soluciones alternativas para muchos procesos tisulares patológicos que aún carecen de tratamiento eficaz, junto con el avance en el diseño de materiales y en el conocimiento de los procesos biológicos, ha motivado el nacimiento del mundo de los biomateriales, y, ligado a éste, el de la Ingeniería de tejidos. El concepto de biomaterial fue inicialmente entendido como: "Un material diseñadopara entrar en contacto con sistemas biológicos y evaluar, tratar, mejorar o reemplazar tejidos, órganos o funciones del cuerpo" [2]. Una década después, esta definición ha tenido que ser revisada concienzudamente debido al continuo crecimiento que esta área de conocimiento ha sufrido, incluyendo su aplicación en procedimientos terapéuticos y diagnósticos, tanto en medicina como en veterinaria [3].La Ingeniería de tejidos se ha constituido como una herramienta prominente en la medicina regenerativa actual, ofreciendo una alternativa de gran interés al transplante de órganos. Desde sus comienzos, hace más de dos décadas, fue entendida como un área multidisciplinar en la que combinar los conocimientos y avances de la Ingeniería, la Ciencia de Materiales y las Ciencias de la vida con elpropósito de desarrollar sustitutos biológicos que permitieran restaurar, mantener y/o mejorar la función del tejido u órgano dañado [4]. De esta manera, una de las características esenciales que se exigen a los biomateriales es su biocompatibilidad, entendida como "la cualidad de no inducir efectos tóxicos o dañinos sobre sistemas biológicos, (...) desencadenando una respuesta apropiada por parte delreceptor y con un fin específico" [2]. Una de las vertientes más prometedoras de esta disciplina busca también satisfacer el requisito de biodegradabilidad, mediante el desarrollo de sustitutos temporales que promuevan la propia capacidad regeneradora del tejido original sano y desaparezcan progresivamente del organismo sin dejar rastro.
Un biomaterial puede estar constituido, fundamentalmente,de tres componentes principales, que no imprescindibles: un soporte material, un componente celular y aditivos activos que regulen o induzcan la respuesta celular deseada en el lugar de implante (e.g. factores de crecimiento, vectores de trasmisión génica y/o fármacos). En este esquema, el soporte material, scaffold, se constituye como elemento estructural básico y principal sobre el que construirel biomaterial. Polímeros, incluyendo hidrogeles, y cerámicas son los tipos más frecuentes de soportes materiales en uso. Los materiales empleados en estos scaffolds pueden ser de origen natural (e.g. alginato, colágeno o agarosa, entre otros) o sintético (e.g. politetrafluoroetileno, poliláctico, poliglicólico, poliuretanos o polidiolcitratos, por citar sólo algunos de ellos) [5]. Así mismo,...