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El hidrogel ‘Off the Charts’ va más allá del cartílago y puede estar en las rodillas humanas el próximo año

Cortesía de Benjamin Wiley, Universidad de Duke.

Una actualización largamente esperada de un avance médico de 2020 podría tener un replicador de cartílago de rodilla natural disponible para cirugías de reemplazo para 2023.

El dolor de rodilla proviene del desgaste progresivo del cartílago entre la articulación de la rodilla, conocido como artrosis, que afecta a casi uno de cada seis adultos: 867 millones de personas-mundial.

Para aquellos que buscan evitar un reemplazo total de rodilla, pronto habrá otra opción que podría ayudar a los pacientes a levantarse rápidamente, sin dolor y permanecer así.

GNN informó en 2020 sobre el desarrollo de la Universidad de Duke de un gel a base de agua diseñado para reemplazar el cartílago desgastado en las articulaciones de la rodilla según los principios de biodiseño que se encuentran en nuestro cartílago dado por Dios.

Para hacer este material, el equipo de Duke tomó láminas delgadas de fibras de celulosa y las infundió con un polímero llamado alcohol polivinílico, una sustancia viscosa que consiste en cadenas apretadas de moléculas repetitivas, para formar un gel.

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Aunque el 60% es agua, un solo disco del tamaño de un cuarto del gel especial puede soportar el peso de una pesa rusa de 100 libras sin romperse ni perder su forma.

Cuando el gel se estira, las fibras de celulosa resisten la tracción y ayudan a mantener unido el material. Y cuando se aprieta, las cargas negativas a lo largo de las cadenas rígidas de polímero se repelen entre sí y se adhieren al agua, ayudándola a volver a su forma original.

En un experimento, el equipo lo sometió a 100.000 ciclos repetidos de tracción y el material resistió tan bien como el titanio poroso utilizado para los implantes óseos.

También frotaron el nuevo material contra el cartílago natural un millón de veces. Descubrieron que su superficie autolubricante suave y resbaladiza es tan resistente al desgaste como la real y cuatro veces más resistente al desgaste que los implantes de cartílago sintético actualmente aprobados por la FDA para su uso en el pulgar.

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«Si todo va según lo planeado, el ensayo clínico debería comenzar en abril de 2023», SAPS El profesor de química de Duke, Benjamin Wiley, quien dirigió la investigación.

A partir de 2020, las mejoras de diseño han animado al equipo a pensar que algún día se convertirán en la norma.

En el pasado, los investigadores que intentaban crear hidrogeles más fuertes utilizaron un proceso de congelación y descongelación para producir cristales en el gel, que repelen el agua y ayudan a mantener unidas las cadenas de polímero.

En el nuevo estudio, en lugar de congelar y descongelar el hidrogel, los investigadores utilizaron un tratamiento térmico llamado recocido para atraer la formación de aún más cristales en la red de polímeros.

Al aumentar el contenido de cristal, los investigadores pudieron producir un gel que puede soportar cinco veces más tensión de tracción y casi el doble de compresión en comparación con los métodos de congelación y descongelación.

Además, las pruebas encontraron que el diseño permanece adherido al hueso con un 68 % más de firmeza que el cartílago natural.

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Para los jóvenes con el cartílago de la rodilla desgastado, quizás de una carrera deportiva de alto nivel, un reemplazo total de rodilla es una opción poco atractiva porque los reemplazos de rodilla modernos se desgastan con el tiempo y facilitarían otra cirugía de reemplazo total en su vida. El hidrogel simplemente podría ser reemplazado si lograran destruirlo también.

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