Nuevos huesos y dientes con biohidroxiapatita

Por Israel Pérez Valencia

Santiago de Querétaro, Querétaro. 22 de agosto de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Investigadores y estudiantes del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Juriquilla, desarrollan una metodología para la obtención de biohidroxiapatita (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) para utilizarse en odontología e intervenciones quirúrgicas en seres humanos.

El profesor investigador del Laboratorio de Radiometría del CFATA, Mario Enrique Rodríguez García, aseguró que este proyecto busca desarrollar, a partir de huesos de cerdo y res, métodos para la obtención de biohidroxiapatita que sea compatible con la humana y utilizable para la atención odontológica y en cirugías.

M. en C. Sandra Milena Londoño posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales y el Dr. Mario E. Rodríguez“Elegimos estos dos animales porque son los que tienen la composición química más parecida al humano; existe la hidroxiapatita química, que básicamente es fosfato de calcio (Ca₃(PO₄)₂), pero la humana tiene además magnesio (Mg), sodio (Na), cloro (Cl) y manganeso (Mn), que son fundamentales para la osteoconductividad y las propiedades fisicoquímicas del hueso”, puntualizó.

Rodríguez García detalló que en este proyecto, liderado por la estudiante del doctorado en ciencia e ingeniería de materiales en el CFATA, Sandra Milena Londoño Restrepo, se propone retirar el componente orgánico del hueso animal a través de rutas químicas, donde se haga un desgrasado y desproteinizado del material óseo.

“El otro proceso es térmico, incinerando de manera controlada a diferentes temperaturas. Lo que tratamos de obtener es la misma porosidad que tiene el hueso humano, no dejamos que la hidroxiapatita se cristalice sino que la dejamos policristalina. Es una investigación que tiene alrededor de siete años, donde incluso se han titulado del doctorado estudiantes, como Astrid Lorena Giraldo Betancur, que actualmente se encuentra en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) y tiene un proyecto paralelo”, destacó.

Regeneración ósea

El investigador del CFATA explicó que la hidroxiapatita, que es la parte mineral del hueso, se utiliza en implantes para regeneración ósea guiada.

“Es decir, cuando a una persona se le extrae una muela queda el orificio dental, lo que podría afectar el desarrollo del periodonto, se podría colapsar. En la regeneración ósea guiada se introduce la hidroxiapatita para que el hueso vuelva a crecer de manera natural y después de cuatro o cinco meses se pueda hacer el implante óseo a una incisión para retirar la parte del hueso y se atornilla el implante”, indicó.

Un biocristal de extraordinaria dureza La  hidroxiapatita  (HAP) es un biocristal, formado por átomos de calcio (Ca), fósforo (P) e hidrógeno (H), de acuerdo con la fórmula  Ca10(PO4)6(HO)2  y es un elemento fundamental en dientes y huesos, confiriéndoles su dureza característica.

El doctor Mario Enrique Rodríguez anunció que la siguiente fase de esta investigación es el desarrollo de una tinta, a base de hidroxiapatita, que pueda ser aplicada en los procesos de regeneración ósea en humanos.

“Se suele usar polvo, pero el problema es que hay zonas en las que lo que se debe de hacer es poner un pedazo de hueso, que se puede crear a través de esta tinta. Tenemos caracterizadas todas las materias primas y ya empezamos a hacer unas mezclas de hidroxiapatita sintética con nanopartículas de biohidroxiapatita, con esto ya obtuvimos las primeras tintas”, abundó.

Rodríguez García puntualizó que la segunda etapa será generar piezas y hacer experimentos biológicos en ovejas para hacer un comparativo entre los polvos comerciales y la tinta desarrollada en el CFATA, así como un experimento clínico en humanos, donde se tendrá un grupo control con hidroxiapatita comercial y un grupo manejado con biohidroxiapatita que se trabaja en este centro de investigación de la UNAM.

“En este proyecto colaboran también los doctores Eric Rivera Muñoz y Beatriz Marcela Millán Malo, que son especialistas en rayos X, y la maestra Alicia del Real López, que apoya en la parte de la caracterización, todos ellos especialistas del CFATA. Además estamos trabajando con una asociación llamada Bioingeniería Humana Avanzada ubicada en San José Iturbide, Guanajuato, con los que estamos haciendo, a través del doctor Gilberto López, algunos experimentos biológicos en ovejas para ver la biocompatibilidad”, detalló.

El profesor investigador del Laboratorio de Radiometría del CFATA destacó que el estudio sobre la caracterización del hueso de cerdo, así como el efecto de la temperatura y tiempo de sinterización sobre las propiedades térmicas, estructurales, morfológicas y vibracionales de la hidroxiapatita ya fue publicado en la revista Ceramics International, además de que existe un registro de solicitud de una patente conjunta entre el Cinvestav y la UNAM sobre el proceso de obtención de biohidroxiapatita por parte de los doctores Sergio Jiménez y Astrid Lorena Giraldo Betancur.

“Hemos publicado otros artículos sobre la obtención de hidroxiapatita bovina por calcinación a bajas tasas de calentamiento y enfriado en aire de horno y otro sobre los efectos de la velocidad de enfriamiento sobre las propiedades termales, estructurales y microestructurales de la biohidroxiapatita obtenida de hueso bovino. Trabajamos además con Elsevier —editorial de literatura científica— para un capítulo que está próximo a salir sobre hueso trabecular y el cortical. Además, aplicamos a la convocatoria de Atención a Problemas Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), donde ya estamos en la fase de preselección; a final de cuentas, la salud dentaria es muy importante para toda la población”, finalizó.

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