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Biomaterial regeneraría huesos de mascotas

Las fisuras y fracturas de perros y gatos podrán tratarse con hidroxiapatita natural, un componente mineral extraído del fémur de la vaca. Dos gramos de este material, que ya fue probado en conejos, costarán alrededor de 40.000 pesos, mientras que en el mercado el precio actual va desde 260.000 hasta 400.000 pesos.

, 13.06.2015

Un injerto de hidroxiapatita puede costar alrededor de un millón de pesos. foto: Lucas Rios/Unimedios

La suerte de los perros callejeros y de las mascotas que sufren fracturas y fisuras podría cambiar en poco tiempo, con la creación de un material biocompatible que regeneraría sus huesos a muy bajo costo.

Para desarrollarlo, el grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales, adscrito a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional Sede Manizales, obtuvo hidroxiapatita, a partir del fémur de un bovino. Se trata del principal componente mineral de los huesos y está formado por fosfato de calcio cristalino. Constituye alrededor del 60 % al 70 % del peso del tejido óseo y también está presente en el esmalte que cubre los dientes.

El objetivo fundamental al obtener este material es producir injertos para fisuras de huesos de mascotas y para regenerar aquellos que han sufrido deterioro, porque se han vuelto porosos o les falta alguna parte.

Este biomaterial tendría alta demanda en el sector médico veterinario, sobre todo si se tiene en cuenta un estudio de 1.585 historias clínicas de caninos y felinos del Hospital Veterinario de la Universidad de Caldas, realizado entre 2002 y 2004, por Luisa Fernanda Franco y Raúl Fernando Silva. En este, el sistema musculoesquelético resultó ser el segundo más afectado, con 320 animales atendidos, que representan el 20,2 % de los casos, en los cuales se reportaron fracturas de pelvis, fémur y tibia.

Según Luis Carlos Muñoz Rodríguez, médico veterinario zootecnista de la Universidad de Caldas, que participa en la investigación, dos gramos de hidroxiapatita sintética producida por un laboratorio cuestan entre 260.000 y 400.000 pesos.

“De acuerdo con las proyecciones, nosotros obtenemos un gramo entre 13.000 y 23.000 pesos, lo que hace que nuestra propuesta sea más atractiva. Cuando se quieren realizar labores de tipo social como las que lideran las universidades públicas, donde continuamente atienden gatos y perros, entre otros animales, los médicos veterinarios no emplean este tipo material por su alto costo”, afirma Carlos Vargas Hernández, profesor de la Sede Manizales y director del grupo de investigación.

En algunos casos, por motivo de costos, para inmovilizar un miembro fracturado en caninos y felinos se utiliza una férula tipo cuchara, fabricada con un tubo de pvc que se pone sobre un vendaje; luego se programa la cirugía para corregir o estabilizar el daño. “Si tuvo una fractura desplazada de fémur, el tratamiento quirúrgico incluye clavos biocompatibles. Sin embargo, cuando se han perdido muchos fragmentos óseos, se aplica hidroxiapatita”, complementa el veterinario Muñoz.

Por su parte, Vladimir Galindo Zamora, coordinador de la Clínica para Pequeños Animales de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la UN Sede Bogotá, destaca que la hidroxiapatita es muy costosa, por lo cual “la novedad está en procesarla a un precio muy inferior, con una calidad aparentemente igual que la comercial, ya que en la medicina veterinaria el valor es un factor más decisivo que en la humana”.

En la metodología empleada usualmente para atender fracturas, primero se cotizan los procedimientos con el propietario de la mascota, después se hace la consulta con el animal, se toman exámenes de sangre y finalmente se pasa a cirugía.

“Debido al costo del material, cuando se presentan defectos óseos muy grandes, hacemos injertos de hueso esponjoso de alguna porción del cuerpo del animal, dependiendo del paciente y su tamaño, entre otras variables”, expresa el docente.

Por citar un ejemplo, una cirugía para un perro de 20 a 25 kilos, que necesite placa y tornillos para el fémur, puede costar 900.000 pesos, aproximadamente, incluyendo el material ortopédico. Si se trata de un implante o un injerto de hidroxiapatita comercial, el valor sería de alrededor de un millón de pesos.

Con huesos de vaca

La materia prima del biomaterial se obtiene del fémur de las vacas. Inicialmente, el hueso se somete a un proceso de limpieza con vapor para retirar la grasa y demás componentes orgánicos. Después, se retiran los extremos, que es la parte esponjosa, y se trabaja con la parte cortical, que es la más dura. “Utilizamos el fémur, porque es el hueso más grande y por lo tanto se extrae mucha más hidroxiapatita. Haciendo cálculos, se obtiene un 75 % del material con respecto al peso total del hueso”, comenta María Fernanda Vargas Charry, estudiante de Ingeniería Física e integrante del grupo.

Luego se procede a calcinar el hueso a diferentes temperaturas. A 1.200 grados centígrados se eliminan todos los componentes orgánicos y se obtiene hidroxiapatita pura. Sin embargo, para mejorar su dureza y resistencia, se agregan nanopartículas de hidróxido de zinc (ZnO) con una dimensión menor a 100 nanómetros (un nanómetro equivale a la milmillonésima parte de un metro). Con este polvo blanco antibacterial, que además es biocompatible, el grupo de investigación ha trabajado desde hace varios años en diversos proyectos.

“Se usa un molino con bolas de acero, en el cual se ubican las dos sustancias en forma de polvo. Al activar la máquina, las esferas se empiezan a golpear y se va formando la aleación mediante un proceso mecánico”, explica la ingeniera física Diana Carolina Gálvez, candidata a Magíster en Física con esta investigación. Al revisar, los expertos advirtieron con satisfacción que las propiedades mecánicas de la hidroxiapatita mejoraron notablemente, con lo cual cumplieron el objetivo esperado: que las características del material fueran similares a las del hueso.

Según explica la investigadora, las nanopartículas también controlan las propiedades eléctricas del compuesto, de manera que cuando se aplica, el animal no siente molestias por el frío o el calor.

Pruebas estandarizadas

Las pruebas de biocompatibilidad se vienen realizando desde mayo en conejos, con la ayuda del grupo del doctor Raúl Silva, médico veterinario de la Universidad de Caldas. Considerando que el biomaterial va a estar en contacto con la sangre y los tejidos del animal, se busca evitar que el organismo rechace el tratamiento para que este cumpla la función deseada.

“En nuestro estudio utilizamos conejos, porque es más fácil tenerlos en un ambiente controlado. Todas las pruebas se realizan bajo la normatividad y son aprobadas por el comité de bioética de la Universidad”, enfatiza el veterinario.

Los ensayos, que están en proceso, duran 90 días, según el protocolo de estandarización europeo. En la primera fase a los conejos se les inyecta el biomaterial a nivel subcutáneo (en la piel) a diferentes concentraciones, para observar su comportamiento y evolución.

Si el material es biocompatible y no genera inflamación ni efectos indeseados, sigue una etapa con perros y gatos, a los que se les aplica el biomaterial en fracturas que hayan perdido una cantidad considerable de hueso. “Se debe determinar que el material no es rechazado por el cuerpo, no estimula la formación de tumores, permite el intercambio de fluidos y ayuda a la formación del nuevo hueso”, indica la estudiante de maestría.

El grupo espera consolidar el producto y realizar un estudio de mercado para comercializarlo como una opción económica para regenerar o restaurar los huesos de las mascotas.

Además, el profesor Carlos Vargas Hernández busca que este proceso sea fuente de investigaciones futuras con aleaciones de hidroxiapatita, para incentivar el inicio de toda una ciencia del diseño y la maquinación de prótesis y tornillos más compatibles.

(Por: Mauricio Díaz Gómez, Unimedios Manizales
)
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