Mejora de la Regeneración Ósea a Través del Efecto Piezoeléctrico Inverso, Un Enfoque Novel para Aplicar Estimulación Mecánica

Las lesiones óseas graves tienen efectos devastadores en la vida de los pacientes, incluyendo la limitación de la capacidad laboral y altos costos. Los implantes ortopédicos pueden ayudar en la curación de lesiones hasta un grado que excede las capacidades regenerativas naturales del hueso para reparar fracturas o grandes defectos óseos. Los injertos autólogos y alogénicos son los implantes estándar utilizados, pero desventajas como complicaciones en el sitio donante, una cantidad limitada de hueso trasplantable y altos costos han llevado a una mayor demanda de sustitutos sintéticos de injertos óseos. Sin embargo, replicar las complejas propiedades fisiológicas del hueso biológico, y mucho menos recapitular sus complejas funciones tisulares, es un desafío. Los extensos esfuerzos para diseñar implantes biocompatibles que imiten los procesos naturales de curación en el hueso han llevado a la investigación de materiales inteligentes piezoeléctricos, ya que el hueso tiene propiedades piezoeléctricas naturales. Los materiales piezoeléctricos facilitan la regeneración ósea ya sea acumulando carga eléctrica en respuesta al estrés mecánico, que imita señales bioeléctricas a través del efecto piezoeléctrico directo, o proporcionando estimulación mecánica en respuesta a la estimulación eléctrica a través del efecto piezoeléctrico inverso. Aunque ambos efectos son beneficiosos, el efecto piezoeléctrico inverso puede abordar la atrofia ósea por el blindaje de estrés y la inmovilidad al mejorar la respuesta mecánica de un defecto en curación. La estimulación mecánica tiene un impacto positivo en la regeneración ósea al activar vías celulares que aumentan la formación ósea y disminuyen la reabsorción ósea. Esta revisión destacará el potencial del efecto piezoeléctrico inverso para mejorar la regeneración ósea al discutir la activación de vías celulares beneficiosas, las propiedades de los biomateriales piezoeléctricos y el potencial para la administración más efectiva del efecto piezoeléctrico inverso utilizando control inalámbrico.