Investigación

Cuando ocurre una fractura, el organismo pone en marcha un complejo proceso de reparación que comienza con la formación de un coágulo en la zona afectada, seguido por la producción de nuevo tejido que progresivamente reconstruye el hueso dañado hasta recuperar su forma y resistencia.

Esto se debe a que los huesos son estructuras vivas que, además de sostener el cuerpo humano y proteger sus órganos, poseen la capacidad de renovarse y reparar sus propios daños mediante una constante actividad celular.

Sin embargo, esta capacidad natural puede verse disminuida con el paso de los años, especialmente durante el envejecimiento, cuando la pérdida de densidad ósea y otros cambios propios del organismo aumentan el riesgo de fracturas y pueden dificultar su recuperación.

Según cifras del Instituto Nacional de Estadísticas (INE) el envejecimiento de la población avanza de manera sostenida, pasando de 1,3 millones de personas mayores de 60 años en 1992 a cerca de 3,7 millones en 2024. Esta tendencia se podría profundizar hacia 2050, donde se proyecta que este grupo representará el 36,5% de la población nacional.

La investigadora Usach, Paula Zapata, explicó que la problemática es clara: el envejecimiento de la población plantea nuevos desafíos para la salud ósea, especialmente frente a las fracturas y las limitaciones de los tratamientos disponibles.

Frente a este desafío, Zapata lideró el proyecto “Novel scaffolds based on biopolymer nanocomposites by electrospinning method for bone tissue engineering”, el cual exploró nuevas alternativas para favorecer la regeneración ósea mediante el desarrollo de estructuras elaboradas a partir de polímeros. Estos materiales son capaces de proporcionar un soporte para que las células se adhieran, crezcan y contribuyan a la formación de nuevo tejido.

UNA ESTRUCTURA PARA RECONSTRUIR HUESOS

Los polímeros son materiales formados por largas cadenas de moléculas que, dependiendo de su composición, pueden presentar propiedades como flexibilidad, resistencia y capacidad de degradarse con el tiempo. Presentes tanto en la naturaleza como en numerosos productos de uso cotidiano, algunos de ellos poseen características que permiten utilizarlos en aplicaciones médicas, particularmente en el desarrollo de materiales compatibles con el organismo.

En el campo de la ingeniería de tejidos, estas propiedades permiten fabricar estructuras conocidas como andamios o scaffolds. “Un andamio es una estructura tridimensional que permite imitar el entorno natural de las células. Es como un diseño arquitectónico, pero a nivel de polímeros, donde podemos crear un material con características específicas para que las células lleguen, se adhieran y comiencen a multiplicarse. En nuestro caso, buscamos la regeneración del hueso, de manera que, a medida que el material se va degradando, el tejido óseo se va formando y creciendo”, explicó la investigadora.

Para desarrollar estas estructuras, el trabajo combinó polímeros sintéticos con otros de origen natural, como el almidón y el kefirán, una sustancia producida por los microorganismos presentes en los gránulos de kéfir, conocidos popularmente en Chile como “yogur de pajaritos”.

A esta combinación se incorporaron nanopartículas, a partir de las cáscaras de huevo, con el objetivo de mejorar las propiedades y proporcionarles características que favorezcan la formación de tejido óseo y ayuden a combatir la presencia de bacterias.

“Se ponen en una jeringa y, por diferencia de potencial, se eyecta un chorro que, al colectarse, forma fibras. Estas no se pueden ver a simple vista porque lo que se obtiene es una película, pero al observarlas al microscopio podemos identificar una estructura tridimensional donde las fibras se entrelazan, formando una superficie porosa propicia para que las células se adhieran, crezcan y desarrollen sus procesos biológicos”, enfatizó la dra. Zapata.

DEL LABORATORIO A NUEVAS POSIBILIDADES MÉDICAS

Durante los cuatro años de ejecución del proyecto, el equipo de investigación logró desarrollar distintos tipos de andamios poliméricos destinados al estudio de la regeneración de tejidos óseos y de la piel.

Entre los principales resultados destacó la obtención de materiales con propiedades antimicrobianas, desarrollados mediante la incorporación de nanopartículas provenientes de elementos naturales como cáscaras de huevo y conchas de almeja, que permitieron alcanzar hasta un 99,9% de efectividad contra la bacteria Escherichia coli, según la académica de Usach.

Además, el estudio permitió explorar la regeneración de la piel, mediante el desarrollo de materiales que incorporaron compuestos naturales como la curcumina y la aloína, cuyas propiedades fueron evaluadas en experimentos con ratones.

“El proyecto fue cerrado con un gran éxito, con una gran productividad y una gran colaboración internacional”, puntualizó Zapata.