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Nuevos cementos para curar lesiones vertebrales

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Los cementos óseos acrílicos basados en metilpolimetacrilato (PMMA) se han utilizado con frecuencia en implantes de cadera para la correcta inserción de la propia prótesis en el hueso. En técnicas más recientes, el cemento --vertebroplastia, por ejemplo- se integra en la vértebra lesionada con agujas largas y estrechas, observando todo el proceso con rayos X.

La vertebroplastia se utiliza principalmente para tratar fracturas vertebrales por osteoporosis o tumores óseos. El objetivo es reforzar el hueso y aliviar el dolor. La técnica de pequeña herida es rápida (~40 min/vértebra) y eficaz para aliviar el dolor (alivia el dolor entre un 80% y un 90% en 72 horas) gracias al refuerzo mecánico que ofrece el cemento. No obstante, hay que tener en cuenta el riesgo de migración del cemento y la necrosis ósea que pudiera producirse por la toxicidad del calor y monómero que se desprende de la reacción de polimerización. Todo ello es investigado por investigadores del Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros de la UPV.

Viscosidad y radiofrecuencia

La formulación básica de los cementos utilizados en la bertebroplastia es el monómero, los granos de PMMA y el agente radiopaco. Esta última permite observar la masa del cemento durante la inyección. Todas estas formulaciones deben cumplir, en general, dos requisitos: viscosidad adecuada y alta radiofrecuencia. El cemento debe tener una solidez suficiente para evitar goteos y a su vez una fluidez suficiente para poder inyectarse. Asimismo, debe ser visible con rayos X para que el cirujano pueda ver en todo momento lo que está insertando o inyectando.

Para adaptar las formulaciones que se utilizan en la actualidad a las nuevas aplicaciones, los cirujanos a menudo transforman los cementos durante la intervención, siempre con el fin de facilitar la inyección. Para ello, por un lado, añaden al cemento un mayor número de monómeros en fase líquida, con el fin de reducir la viscosidad y aumentar el tiempo de trabajo del cirujano, y por otro, añaden más agentes radioopacos para mejorar la visualización del cemento mediante rayos X. Sin embargo, estas modificaciones afectan a las características y toxicidad del cemento. En este sentido, investigadores del Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros de la UPV/EHU están trabajando en el desarrollo de nuevas formulaciones de cemento óseo acrílico, teniendo en cuenta que se trata principalmente de cementos inyectables, a los que se añade, si es posible, un efecto terapéutico adicional.

Investigadores de la UPV-EHU han visto la posibilidad de obtener cementos acrílicos inyectables de propiedades reológicas óptimas mediante la selección del tamaño adecuado de grano de PMMA. Esto se debe a que cuanto más grandes son estos granos, más derrochan el calor generado en la reacción de polimerización y, por tanto, menos exotermia se produce en esta reacción. Así, el tejido no se calienta tanto.

Una vez seleccionado el tamaño de los granos de PMMA, añaden al cemento una serie de agentes radioopacos o terapéuticos que pueden ayudar a curar estas lesiones vertebrales y, por supuesto, miden los efectos que el incremento de estos agentes puede producir sobre las características de los cementos. Por un lado, se ha añadido el salicilato de bismuto. Es decir, han combinado el efecto analgésico y el bismuto del ácido salicílico (el bismuto metal es fácilmente visible a través de los rayos X). Los resultados muestran que el bismuto ofrece una adecuada radiopaquetización, el efecto terapéutico del salicilato y, en general, una combinación menos tóxica y adecuada compatibilidad.

Por otro lado, se han añadido elementos bioactivos al cemento acrílico. Con estos elementos se pretende conseguir la interacción entre el cemento y el tejido biológico (regeneración ósea). En concreto, se ha incluido la extrontzio hidroxiapatita para combinar la adecuada radiofrecuencia del estroncio con la fijación inmediata del cemento acrílico y la fijación a largo plazo del componente bioactivo.

Por último, en colaboración con otros centros de investigación se han realizado diversos estudios de biocompatibilidad in vitro o in vivo. Según los resultados de los estudios realizados hasta la fecha, los cementos formulados por los investigadores de la UPV/EHU no presentan mayores problemas que los cementos comerciales convencionales.