cartílago artificial
El cartílago artificial es un material sintético hecho de hidrogeles [1] o polímeros que tiene como objetivo imitar las propiedades funcionales del cartílago natural en el cuerpo humano. Los principios de ingeniería de tejidos se utilizan para crear un material no degradable y biocompatible que pueda reemplazar el cartílago. [2] Al crear un material de cartílago sintético útil, es necesario superar ciertos desafíos. Primero, el cartílago es una estructura avascular en el cuerpo y, por lo tanto, no se repara solo. [3] Esto crea problemas en la regeneracióndel tejido El cartílago sintético también necesita estar unido de manera estable a su superficie subyacente, el hueso . Por último, en el caso de crear cartílago sintético para ser utilizado en espacios articulares , la alta resistencia mecánica bajo compresión debe ser una propiedad intrínseca del material. [4]
Hay tres tipos de cartílago en el cuerpo humano: fibrocartílago , cartílago hialino y cartílago elástico . [3] Cada tipo de cartílago tiene concentraciones variables de componentes como proteoglicanos , colágeno y agua que determinan sus propiedades funcionales y su ubicación en el cuerpo. El fibrocartílago se encuentra con mayor frecuencia en los discos intervertebrales , el cartílago elástico se encuentra en el oído externo y el cartílago hialino se encuentra en muchas superficies articulares del cuerpo. El reemplazo del cartílago hialino (cartílago articular) es la aplicación más común del cartílago sintético.
El cartílago es un tejido avascular, aneural y alinfático dentro del cuerpo. [5] La matriz extracelular (MEC) del colágeno es lo que le da su alta resistencia. La siguiente figura muestra los componentes del ECM.
Hay tres zonas estructurales en el cartílago articular que incluyen una zona tangencial superficial, una zona de transición media y una zona profunda. En la zona tangencial, las fibras de colágeno se alinean paralelas a la superficie y se alinean gradualmente al azar mientras se mueven hacia la zona profunda. Las fibras de colágeno en la zona superficial se alinean paralelas a la superficie para restringir las tensiones de cizallamiento. De manera similar, las fibras de colágeno se alinean perpendicularmente a la superficie en la zona profunda para restringir las fuerzas de compresión. [5] Entre el hueso y la zona profunda se encuentra el cartílago calcificado. La disposición de las células también varía entre las zonas, en las zonas más profundas los condrocitos se apilan en columnas mientras que en las zonas superficiales se organizan al azar. [3]En las regiones superficiales las células también son más alargadas, mientras que en las zonas más profundas son de naturaleza más esférica. [5]
El cartílago sintético puede estar compuesto de muchos materiales diferentes que imitan sus propiedades funcionales. Los principios de ingeniería de tejidos incluyen el uso de células, factores de crecimiento y andamios sintéticos para hacer esto. [6]
El cartílago articular natural es un tejido no homogéneo , anisotrópico y viscoelástico . [10] La estructura, descrita anteriormente 1.1.2. permite que el tejido cartilaginoso tenga propiedades mecánicas superiores para realizar las funciones necesarias. El cartílago sintético intentará imitar las propiedades funcionales del cartílago natural, que se puede dividir en dos aspectos principales.
