Biomateriales en medicina
2004/06/01 Orive Arroyo, Gorka - Farmazian doktorea. Biofarmazia, Farmakozinetika eta Farmazia-teknologiako irakasle kolaboratzaileaFarmazia Fakultatea UPV-EHU, Vitoria-Gasteiz Iturria: Elhuyar aldizkaria
naturaleza y propiedades para producir medicamentos más cómodos y desarrollar nuevas técnicas médicas y quirúrgicas. Está claro que su impacto en nuestra vida diaria es cada vez mayor y que sólo se ha empezado.
Los biomateriales son materiales compuestos de componentes de origen biológico. A lo largo de la historia han tenido una gran importancia en el campo de la medicina y se han utilizado con frecuencia para tratar enfermedades. Por ejemplo, hace 2.000 años se aplicaba el oro en la odontología y antiguamente los dientes de madera y los ojos de vidrio también tuvieron importancia.
XX. Durante el siglo XX fueron muy importantes los biomateriales de origen natural y sintético para solucionar diversas alteraciones. Por ejemplo, cuando los riñones no eran capaces de cumplir su función, se utilizó el acetato de celulosa para el tratamiento de la diálisis y los polieteruretanos para formar corazones artificiales.
Características de los biomateriales
Los biomateriales de interés médico deben cumplir ciertos requisitos antes de ser utilizados para aplicaciones terapéuticas. Entre otras cosas, los materiales deben ser biocompatibles, es decir, no dañar las células ni el propio organismo. A su vez, la biodegradabilidad es una propiedad muy interesante, ya que permite que el cuerpo pueda convertir fácilmente en productos metabólicos no tóxicos. Pero hay que tener en cuenta otros factores como la estabilidad mecánica, la facilidad del proceso productivo y el coste.
En la actualidad, la investigación y producción de biomateriales es un campo de gran importancia desde el punto de vista sanitario, económico e incluso social. Para no dejar atrás a los países de investigación punteros, es necesario desarrollar todas las posibilidades que ofrecen los biomateriales y buscar nuevas aplicaciones. Para cumplir con estos objetivos, en la CAPV se pondrá en marcha en los próximos años una red de investigación que tiene como objetivo analizar el potencial terapéutico de los biomateriales.
En los últimos años la tecnología de los biomateriales se ha extendido a usos terapéuticos y a diversos campos científicos. Entre las aplicaciones más prometedoras destacan la generación de nuevos medicamentos, la ingeniería textil, el desarrollo de técnicas quirúrgicas y las técnicas de diagnóstico.
Entre los nuevos medicamentos más cómodos y con mejores propiedades destacan las derivadas de los polietilenglicol (PEG). El polímero PEG es capaz de modificar las características farmacocinéticas de los fármacos, es decir, los fármacos que se eliminan rápidamente, por lo que deben administrarse tres o cuatro veces al día, sólo una vez al día gracias a polímeros complejos.
Esta mejora permite a los pacientes tomar medicamentos cada vez más seguros. Pero la influencia de los polímeros no se limita a eso. Según los últimos datos, en todo el mundo millones de personas utilizamos cada año medicamentos producidos en polímeros como parches, lentes de contacto, empastes, etc.
Por otra parte, la combinación de polímeros y células humanas hace que los investigadores sean capaces de desarrollar tejidos y órganos. El objetivo de este área, conocida como ingeniería de tejidos, es recuperar, mantener o mejorar la función de los tejidos u órganos originarios de los pacientes. Por ejemplo, en la actualidad se ha empezado a utilizar piel artificial para curar heridas y sobre todo quemaduras. Asimismo, las córneas, el cartílago, los huesos, el hígado y la vejiga urinaria se encuentran en ensayos clínicos para evaluar su eficacia.
Cirugías más sencillas
Las técnicas quirúrgicas y las aplicaciones médicas también se han desarrollado de forma importante gracias al uso de materiales biológicos. Destacan los polímeros con “memoria de aspecto”. El aspecto y tamaño de estos materiales varía en función de la temperatura. Y si se consigue adoptar la forma y el tamaño deseado en función de la temperatura corporal, bastarán técnicas quirúrgicas más sencillas, como por ejemplo un implante. Con la ayuda de estos polímeros, las técnicas quirúrgicas pueden convertirse en mínimas.
Por último, los dispositivos utilizados para conocer y analizar la expresión génica y las funciones de las proteínas han mejorado notablemente gracias a los polímeros. Entre otras aplicaciones, estos sistemas son de gran utilidad para la detección de genes cancerígenos.
De cara al futuro, podemos soñar con biomateriales más biocompatibles que respondan a todos los cambios de nuestro cuerpo. Para ello será necesario realizar más investigaciones científicas que profundicen los conocimientos de los investigadores.
Robert Langer, experto en biomateriales
Si buscamos algún responsable del desarrollo de los biomateriales, éste es sin duda el prestigioso científico Robert Langer. Nacido en Estados Unidos, es catedrático de ingeniería química y biomédica, con más de 800 artículos científicos y más de 500 patentes. Ha sido miembro del FDA (Food and Drug Administration) de Estados Unidos que acepta alimentos y fármacos y actualmente es profesor del MIT (Massachusetts Institute of Technology).
El señor Robert Langer ha respondido con gran amabilidad a diversas cuestiones relacionadas con los biomatereles:
¿Qué influencia tienen los biomateriales en la ciencia y la medicina?
La importancia de los biomateriales es enorme y son fundamentales para la obtención de ciertos medicamentos y sistemas médicos.
¿Se puede decir que conocemos todo el potencial de los biomateriales?
En ningún caso. En el futuro, los biomateriales participarán directamente en el desarrollo de nuevos sistemas médicos.
¿Qué propiedades debe tener el material adecuado?
Seguridad, resistencia mecánica y capacidad para desempeñar la función terapéutica deseada.
¿Cuáles son los límites de los biomateriales?
Mucho, desgraciadamente. Por ejemplo, mejorar la biocompatibilidad y conseguir una degradación más controlada.
¿En qué aplicaciones utilizamos biomateriales en nuestra vida cotidiana?
Parches de piel, costuras, lentes de contacto, etc.
¿Qué biomateriales son los más utilizados?
Utilizados en bioadhesivos y empastas.
¿Cómo afectan los biomateriales a la economía?
Europa y Estados Unidos obtienen anualmente más de 75 millones de dólares con la venta de biomateriales.
¿Qué nos ofrecerán los biomateriales en el futuro?
Diferentes tratamientos y medicamentos que mejoran y alargan nuestra vida.
G. Orive
BIBLIOGRAFÍA
- Dunkan, R. ‘The dawning era of polymer therapeutics’ Nat. Rev. Drug Discov 2:347-360 (2003).
- Langer, R. y otros ‘Where a pill won´t research’ Sci. Am. 288:50-57 (2003).
- Orive, G. y otros ‘Ingeniería de tejidos: XXI. Elhuyar Zientzia eta Teknika 190:14-17 (2003).
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