Investigadores de la Universidad Sungkyunkwan (SKKU) en Corea del Sur, en colaboración con colegas de Estados Unidos, han presentado una tecnología que podría marcar un antes y un después en la cirugía ortopédica: una pistola de pegamento modificada que imprime injertos óseos biodegradables directamente en fracturas y defectos durante la operación. El avance, publicado en la revista Device de Cell Press, combina impresión 3D de baja temperatura, biomateriales de nueva generación y un diseño portátil pensado para el quirófano.
De herramienta doméstica a dispositivo médico
El equipo transformó una pistola de pegamento común en un sistema de impresión in situ capaz de extruir biomateriales a temperaturas seguras para el tejido humano (alrededor de 60 °C). El resultado es un dispositivo compacto, manual y fácil de manejar, que permite al cirujano controlar dirección, ángulo y profundidad de impresión en tiempo real.
Esto supone un cambio frente a la práctica actual, que requiere fabricar implantes a medida antes de la cirugía mediante imágenes médicas, modelado 3D y procesos de laboratorio. Con esta técnica, el injerto se fabrica directamente sobre el hueso dañado en cuestión de minutos.
Un material diseñado para curar y desaparecer
Los “sticks” de la pistola no contienen pegamento, sino un compuesto de policaprolactona (PCL) y hidroxiapatita (HA):
- La PCL es un polímero biodegradable que proporciona resistencia mecánica y elasticidad.
- La HA es un mineral natural presente en el hueso, que mejora la adhesión celular y estimula el crecimiento de tejido óseo nuevo.
El andamio resultante cumple tres funciones clave:
- Integra biológicamente con el hueso sano circundante.
- Actúa como soporte temporal mientras crece tejido nuevo.
- Se degrada de manera controlada, siendo reemplazado por hueso regenerado.
Además, los investigadores demostraron que al añadir antibióticos como vancomicina o gentamicina en la mezcla, el injerto puede liberar fármacos localmente durante semanas, reduciendo el riesgo de infecciones postoperatorias y la necesidad de tratamientos orales.
Resultados en laboratorio y modelos animales
El equipo validó el material en varias fases:
- Cultivos celulares: comprobando que el compuesto no es tóxico y favorece la adhesión y proliferación de células óseas.
- Pruebas mecánicas: midiendo resistencia a compresión, flexión, adhesión al hueso y velocidad de degradación.
- Modelo animal: en conejos con defectos femorales demasiado grandes para cicatrizar solos, compararon la pistola de hueso con el cemento óseo comercial.
En un período de 12 semanas, los injertos impresos mostraron:
- Mejor regeneración de hueso con estructura más natural.
- Mayor superficie ósea y grosor cortical (indicadores de fuerza).
- Ausencia de inflamación o necrosis en los tejidos cercanos.
- Efecto antibacteriano significativo cuando se añadieron antibióticos.
Ventajas frente a los métodos tradicionales
En la actualidad, los defectos óseos se tratan con:
- Cementos óseos comerciales, que sellan pero no promueven bien la regeneración.
- Injertos óseos, que requieren extracción de tejido de otra zona del cuerpo o donantes.
- Implantes metálicos, efectivos pero costosos y poco adaptables a defectos irregulares.
La pistola de hueso ofrece una alternativa que es:
- Más personalizada: imprime directamente sobre fracturas irregulares.
- Más rápida: el proceso se completa en minutos, reduciendo tiempo quirúrgico.
- Más económica: evita fabricación externa de implantes.
- Más segura: reduce infecciones al liberar antibióticos de forma localizada.
Obstáculos hacia la clínica
Aunque prometedora, la tecnología aún está lejos de aplicarse en pacientes humanos. Los investigadores reconocen varios pasos pendientes:
- Protocolos de esterilización del dispositivo y del material.
- Ensayos en animales de mayor tamaño para demostrar eficacia y seguridad.
- Estandarización de la producción de los sticks biomateriales.
- Aprobaciones regulatorias que validen su uso médico a gran escala.
Implicaciones a futuro
Si supera estas fases, la pistola de impresión ósea podría revolucionar la ortopedia y traumatología, con aplicaciones que van más allá de las fracturas:
- Reconstrucción tras cáncer óseo.
- Corrección de defectos congénitos.
- Medicina regenerativa personalizada, incorporando diferentes fármacos o materiales según cada paciente.
Además, el concepto de impresión biomédica in situ abre la puerta a otros usos: impresión de cartílago, piel o incluso tejido blando durante cirugías reconstructivas.
Conclusión
La pistola de hueso desarrollada en Corea del Sur representa un avance con potencial disruptivo: un dispositivo portátil que convierte la impresión 3D en una herramienta quirúrgica directa, eficiente y adaptable. Aunque aún necesita superar pruebas regulatorias y ensayos en humanos, sus resultados en laboratorio y modelos animales sugieren que podría convertirse en el futuro estándar para la reparación ósea personalizada y rápida.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales utiliza la pistola de impresión ósea?
Un compuesto de policaprolactona (PCL), un polímero biodegradable, e hidroxiapatita (HA), un mineral natural presente en el hueso, con la posibilidad de añadir antibióticos.
¿Por qué es mejor que el cemento óseo?
Porque no solo sella, sino que estimula la regeneración natural del hueso, se integra con el tejido circundante y desaparece de forma gradual a medida que se forma hueso nuevo.
¿Qué aplicaciones clínicas tendría?
Fracturas complejas, reconstrucciones tras resección tumoral, defectos congénitos o cirugías ortopédicas donde se requieren implantes personalizados.
¿Cuándo podría estar disponible para pacientes humanos?
Aún faltan pruebas en animales grandes, protocolos de esterilización y aprobación regulatoria. Si supera estos pasos, podría llegar a quirófanos en los próximos años.
vía: mentes curiosas, scimex y Cell
