Hidroxiapatita sustituida con estroncio: plataforma para regeneración ósea con actividad antimicrobiana

Abstract

La hidroxiapatita (HA) es un fosfato de calcio que por su analogía a la apatita biológica ha demostrado excelentes resultados en aplicaciones clínicas para la sustitución del tejido óseo. No obstante, existen ciertas patologías como la osteopenia o la osteoporosis donde está disminuida la capacidad natural de formación de nuevo hueso donde se requiere de un estímulo extra para acelerar y garantizar los procesos de osteointegración de los implantes óseos. En estos casos la inclusión de iones estroncio en la hidroxiapatita (Sr-HA) ha dado excelentes resultados. El ion Sr2+ participa en el metabolismo óseo de diversas maneras: a la vez que estimula la formación ósea inhibe en cierta medida la osteoclastia; lo que en su conjunto promueve la formación de nuevo hueso con mayor celeridad. Así, el desarrollo de implantes de Sr-HA ha evolucionado a no solo considerar sustitutos del tejido óseo con mayor velocidad de osteointegración, sino que ellos mismos se conviertan en plataformas para la liberación de otros principios activos que puedan también contrarrestar diferentes condiciones médicas. Este trabajo profundiza en la complejidad de los procesos sépticos asociados a prótesis, razón que justifica la diversidad de acercamientos a esta problemática clínica desde la ingeniería biomédica y realiza un recorrido por diferentes formulaciones a base de Sr-HA reportadas para erradicar procesos sépticos. En particular explora nuevos dispositivos portadores de antibióticos (Antb/Sr-HA) y nuevas plataformas que han sido conformadas a partir de la doble sustitución iónica de la HA donde uno de esos iones es el estroncio y el otro algún elemento metálico con actividad antibacteriana demostrada (M/Sr-HA).

Hydroxyapatite (HA) is a calcium phosphate with great analogy to biological apatite. Because of that it has demonstrated excellent results in clinical applications for bone tissue replacement. However, there are certain pathologies such as osteopenia or osteoporosis where the natural bone formation capacity is diminished and which may require an extra stimulus to accelerate and guarantee the osseointegration processes. In these cases, doping hydroxyapatite with strontium ions (Sr-HA) has given excellent results. This ion participates in bone metabolism in various ways and, while stimulating osteosynthesis, it inhibits osteoclast to a certain extent, which as a whole promotes the formation of new bone more quickly. Thus, the development of Sr-HA implants has evolved to not only consider substitutes for bone tissue with greater speed of osseointegration, but also to become platforms for the release of other active ingredients that can also counteract different medical conditions. This work delves into the complexity of septic processes associated with prostheses, which justifies the diversity of approaches to this clinical problem from biomedical engineering. In addition, review different formulations based on Sr-HA reported to eradicate septic processes. In particular, it explores new devices carrying antibiotics (Antb/Sr-HA) and new platforms that have been formed from the double ion doping of the HA where one of those ions is strontium and the other is some metallic element with demonstrated antibacterial activity (M/Sr-HA).