Zumbido a reconstruir el hueso roto

Aunque se rompe los huesos generalmente menor curan por sí solas, grandes fracturas con trozos rotos o faltantes de los huesos son más difíciles de reparar. La aplicación de un pequeño campo eléctrico al sitio de la fractura de campo eléctrico natural de la mímica del cuerpo ayuda a las células se regeneran. Sin embargo, los dispositivos médicos que hacen esto suelen ser voluminosos, dependen de los cables eléctricos o baterías tóxicas, requieren cirugía de extirpación invasiva, y no pueden hacer mucho por lesiones graves.

Ahora, un grupo de ingenieros biomédicos de la Universidad de Connecticut han desarrollado un andamio de polímero no tóxico que también genera un campo eléctrico controlable para fomentar el crecimiento óseo. El andamio ayuda a las grandes fracturas puente cuerpo. Aunque muchos científicos están explorando el uso de andamios para fomentar el crecimiento óseo, la vinculación con la estimulación eléctrica es nueva.

El equipo demostró el dispositivo en ratones con fracturas de cráneo.

La tensión eléctrica genera el andamio es muy pequeño, sólo unos pocos milivoltios. Y de forma única para este tipo de dispositivo, se genera el voltaje a través de ultrasonido controlado a distancia. El ultrasonido vibra el andamiaje de polímero, lo cual crea un campo eléctrico (materiales que crean electricidad a partir de la vibración, o viceversa, son llamados piezoeléctrico.) Para ayudar a curar un muslo de fractura, por ejemplo, el esqueleto de polímero puede ser implantado a través del hueso roto . Más tarde, la persona con el hueso roto puede agitar la varita de ultrasonido sobre su propio muslo sí mismos. No hay necesidad de baterías, y sin necesidad de cirugía invasiva eliminación una vez que el hueso se ha curado.

"El campo eléctrico se relaciona con la señal natural generada por el cuerpo en el lugar de la lesión. Podemos sostener que la tensión, la demanda y reversible," durante todo el tiempo que se necesita el uso de ultrasonido, dice la Universidad de Connecticut ingeniero biomédico Thanh Nguyen. El polímero piezoeléctrico Nguyen y sus colegas utilizan para construir el andamio se llama poli (ácido L-láctico), o PLLA. Además de ser no tóxicos y piezoeléctricos, PLLA se disuelve gradualmente en el cuerpo con el tiempo, desapareciendo como el nuevo hueso crece.

"El campo eléctrico creado por el andamio PLLA piezoeléctrico parece atraer a las células de hueso en el sitio de la fractura y la promoción de las células madre a convertirse en células óseas. Esta tecnología posiblemente se puede combinar con otros factores para facilitar la regeneración de otros tejidos, como el cartílago, músculos o nervios ", dice Ritopa Das, un estudiante graduado en el grupo Nguyen y el primer autor del artículo publicado.

Actualmente Nguyen y sus colegas están trabajando para hacer el polímero más favorable para el crecimiento del hueso, de manera que se recupera una gran fractura con mayor rapidez. También están tratando de entender por qué los campos eléctricos estimulan el crecimiento óseo en absoluto. propio hueso es algo piezoeléctrico, generando una carga superficial cuando el hueso se destacó por las actividades de la vida cotidiana. Esa carga superficial estimula más el crecimiento del hueso. Pero los científicos no saben si es porque ayuda a las células se adhieren a la superficie del hueso, o si se hace que las propias células más activas.

"Una vez que entendemos el mecanismo, podemos diseñar una mejor manera de mejorar el material y todo el enfoque de la estimulación del tejido", dice Nguyen.

Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud.