- Un nuevo cartílago artificial se mantiene hasta el cartílago a través de al menos 100,000 ciclos.
- Los médicos pueden reemplazar las articulaciones, pero el cartílago sigue siendo esquivo y muy buscado.
- Este material es una combinación tejida de tres hidrogeles de polímero.
Los científicos de la Universidad de Duke han desarrollado un nuevo cartílago sintético que dicen que puede funcionar incluso en la rodilla humana. El revolucionario hidrogel podría eliminar la necesidad de cientos de miles de reemplazos de rodilla cada año, junto con muchos miles de reemplazos de articulaciones.
El nuevo cartílago analógico está hecho de tres hidrogeles, polímeros reforzados con agua absorbida, con diferentes estructuras, y estos están «tejidos» juntos para hacer una estructura de amortiguación multidireccional flexible y redundante. Es como una cesta envuelta en una malla flexible.
Cuando el material se estira, informa Science Alert, el tercer polímero es el que mantiene todo intacto. Mientras tanto, los dos primeros polímeros, que están cargados negativamente, «se repelen entre sí y se adhieren al agua, para que se pueda restaurar la forma original.»Los científicos elaboran:
» El hidrogel tiene el mismo módulo agregado y permeabilidad que el cartílago, lo que resulta en la misma deformación dependiente del tiempo bajo compresión confinada. El hidrogel no es citotóxico, tiene un coeficiente de fricción 45 por ciento más bajo que el cartílago y es de 4.4 veces más resistente al desgaste que un hidrogel de PVA.»
En pruebas extremadamente largas, la estructura de microcasket de hidrogel se desempeñó tan bien como el cartílago.
¿Por qué el cartílago artificial tiene tanta demanda y es tan difícil de alcanzar? Para empezar, el reemplazo de rodilla es una cirugía seria. Es invasiva y dolorosa, con recuperación que implica terapia física constante que comienza casi el mismo día para evitar la pérdida de movilidad en la articulación. Aun así, al igual que una cadera o incluso un tratamiento de conducto, las articulaciones nuevas tienen una vida útil de solo unos 20 años antes de que deban ser reemplazadas de nuevo.
Eso no es mala ciencia ni mala conducta médica, es solo un testimonio de cuán resistente, dinámica y mecánicamente excelente es una articulación de rodilla funcional. Hay razones médicas distintas al cartílago por las que las personas deben someterse a reemplazos de rodilla, pero el cartílago es a menudo el eslabón perdido.
Los científicos pueden reemplazar huesos duros y robustos con otras cosas. Pueden trabajar en el diseño mecánico de la junta. El cartílago, sin embargo, es especial. Es extremadamente resistente, pero se mantiene flexible y amortigua la carga para, idealmente, toda nuestra vida. Imagine un automóvil que funcionó durante 80 años con un motor que tenía los mismos 5 litros de aceite todo ese tiempo.
¿Las grandes noticias? Este es «el primer hidrogel con la fuerza y el módulo del cartílago tanto en tensión como en compresión, y el primero en exhibir una resistencia a la fatiga por tracción equivalente al cartílago a 100,000 ciclos», explican los investigadores.
Si un paso representa un ciclo de rodilla, 100,000 ciclos es el equivalente a aproximadamente 57 millas para alguien que da pasos de tres pies. Y dado que este es solo el primer hidrogel en superar ese hito, ese no es necesariamente el techo.
Aún así, la introducción de un cartílago artificial efectivo podría salvar a muchas personas de la cirugía o incluso prolongar la vida útil de las rodillas artificiales que aún deben instalarse. En primer lugar, los investigadores deben probarlo in situ con sujetos animales. Si eso va bien, los humanos podrían ser los siguientes.