Iluminando la reparación ósea
Imágenes de OCP, ácido piromelítico y OCP con ácido piromelítico incorporado bajo luz visible y UV (254 nm). OCP con ácido piromelítico incorporado mostró una emisión azul brillante bajo luz ultravioleta debido a la molécula fluorescente incorporada. La incorporación de moléculas orgánicas en OCP impartió nuevas funciones, lo que podría permitir el desarrollo de nuevos materiales funcionales para aplicaciones biomédicas, especialmente para la reparación ósea. Crédito: Universidad Médica y Dental de Tokio
Investigadores dirigidos por TMDU fabrican un material que ayudará a la curación ósea, ayudará a los médicos a evaluar claramente el daño total a los huesos después de una lesión y aclarará los resultados probables del paciente
Tokio, Japón La reparación ósea fue En general, no tuvo éxito hasta finales del siglo XIX. Hasta entonces, había pocas opciones para reparar daños óseos importantes. La mayoría de los materiales no tienen la funcionalidad del hueso y no soportan el crecimiento de los vasos sanguíneos a través de ellos. Los materiales de reparación como la arcilla se usaban comúnmente pero a menudo fallaban. En 1892, los médicos comenzaron a usar sulfato de yeso y calcio como el primer material sustituto óseo eficaz. La reparación ósea es mucho más sencilla y menos riesgosa en estos días, pero la reparación de daños óseos a gran escala sigue siendo un desafío.
Los médicos de hoy en día usan fosfato octacálcico OCP como material óseo sustituto. Es un precursor del tejido óseo y una elección lógica para la reparación ósea. Sin embargo, es posible que los médicos no puedan evaluar sin ambigüedades la extensión completa del daño óseo mediante un análisis de rayos X. Esto puede dificultar su capacidad para predecir con precisión los plazos de recuperación y otros pronósticos para los pacientes.
En un estudio publicado recientemente en Communications Chemistry, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio (TMDU) incorporó una molécula fluorescente piromelítica ácido en OCP. Cuando se utilice en la práctica clínica, esta modificación avanzada de OCP mejorará los análisis de diagnóstico y las predicciones de los resultados terapéuticos.
«Incorporamos ácido piromelítico mediante una reacción de hidrólisis con fosfato dicálcico dihidrato», explica Taishi Yokoi, autor principal. «La caracterización analítica y los análisis computacionales confirmaron que preparamos nuestro material objetivo».
Su enfoque sintético evitó la formación de carboxilatos de calcio de sales no deseadas que, de lo contrario, obstaculizarían la funcionalidad completa del ácido piromelítico. Al adaptar cuidadosamente el pH y las concentraciones de ácido piromelítico durante la síntesis, los investigadores pudieron optimizar la incorporación de ácido piromelítico en OCP.
«Encontramos que el 81 % del fosfato de monohidrógeno en OCP fue reemplazado por ácido piromelítico, » dice el autor principal Masakazu Kawashita. «Esto es importante para que el ácido piromelítico ayude a conectar diferentes capas inorgánicas en un todo intacto y facilite la reparación completa».
El material de reemplazo óseo mejorado de los investigadores era azul brillante, mucho más brillante que el ácido piromelítico cuando se no se mezcla con precursores óseos. Esto abre posibilidades obvias para el análisis visual en tiempo real y ayudará a los médicos a predecir el curso temporal de la recuperación del paciente y otros resultados de diagnóstico.
«Nuestro OCP mejorado tiene claras ventajas sobre los materiales de reparación ósea convencionales». explica Yokoi. «Somos optimistas de que nuestro material pueda superar rápidamente los obstáculos regulatorios y encontrar uso en implantes dentales, fracturas óseas y otras aplicaciones quirúrgicas desafiantes en los próximos años».
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Cemento óseo autorreparador desarrollado Más información: Taishi Yokoi et al, Incorporación de iones de tetracarboxilato en fosfato octacálcico para el desarrollo de materiales bioamigables de próxima generación, Química de comunicaciones ( 2021). DOI: 10.1038/s42004-020-00443-5 Proporcionado por la Universidad Médica y Dental de Tokio. news/2021-03-bone.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.