Avançant en el camp de la medicina regenerativa

El Dr. Robert Texidó Bartés, del Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT, i el Dr. Horacio Rostro González, del Grup d’Enginyeria de Productes Industrials – GEPI, lideren el projecte BIO-GRASP, amb l’objectiu de desenvolupar un implant per a la generació de l’os alveolar i afavorir la seva osteointegració biomecànica, per a infants amb fissura labiopalatina.

El projecte, que es du a terme en col·laboració amb l’Hospital Sant Joan de Déu, està finançat per l’Agència Estatal d’Investigació – AEI, dins del Pla Estatal “Projectes de Generació de Coneixement” (PID2024-160375OB-I00).

La fissura labiopalatina és una de les malformacions congènites craniofacials més freqüents. Es manifesta com una apertura unilateral o bilateral del llavi superior i/o del paladar, amb diferents graus d’afectació anatòmica i funcional. El seu tractament requereix un abordatge quirúrgic complex i seqüencial, en el qual l’empelt alveolar exerceix un paper clau per restaurar la continuïtat de l’arc ossi, tancar les fístules oronasals i proporcionar suport a la base nasal. Actualment, aquesta reconstrucció sol requerir empelts ossis autòlegs, una estratègia eficaç però limitada per la disponibilitat del teixit, la morbiditat associada a la zona donant i la variabilitat en la integració de l’empelt.

L’èxit d’aquesta reconstrucció depèn de múltiples factors, com la planificació quirúrgica, el tipus d’empelt alveolar o el mateix procediment. Però altres aspectes, com la biomecànica generada durant i després de la implantació, segueixen sent encara poc coneguts. La distribució de les tensions i deformacions a la zona intervinguda poden exercir un paper rellevant en la integració òssia i en la evolució clínica del pacient.

En aquest context, els grups GEMAT i GEPI d’IQS van col·laborar prèviament en el projecte BIOMOD, en el que van estudiar la distribució de les tensions a la zona maxil·lar després de la reconstrucció alveolar. A partir de l’anàlisi d’imatge clíniques i models computacionals, el projecte va permetre comprendre millor quines condicions biomecàniques podien afavorir una millor integració de l’empelt.

Sobre aquesta base, es desenvolupa ara el projecte BIO-GRASP, que parteix de la hipòtesi clara: el comportament biomecànic de l’empelt alveolar pot ser un factor determinant en l’èxit de la regeneració òssia en pacients amb fissura labiopalatina. L’objectiu és desenvolupar un empelt alveolar bioinspirat capaç de proporcionar al teixit de la fissura unes condicions biomecàniques i mecano-biològiques més favorables per a promoure la regeneració òssia i millorar la osteointegració.  Aquests materials permetrien imitar, de manera controlada, part de l’adaptació mecànica que es produeix de forma natural durant la cicatrització òssia.

Per una banda, al grup GEPI, el Dr. Rostro és l’encarregat de l’anàlisi de les dades obtingudes prèviament a BIOMOD i de la construcció d’una biblioteca de casos clínics amb fissura labiopalatina. L’objectiu és relacionar la geometria del defecte, la distribució de tensions i l’evolució de l’empelt, per identificar patrons associats a millors resultats d’integració. Amb el recolzament d’eines d’intel·ligència artificial, aquesta informació podrà utilitzar-se per extreure criteris de disseny i avançar cap a implants personalitzats adaptats a les característiques biomecàniques de cada pacient.

Per altra banda, al grup GEMAT, el Dr. Texidó treballa en el desenvolupament dels biomaterials que faran possible aquesta estratègia. El repte consisteix en dissenyar materials imprimibles en 3D capaços de mantenir arquitectures tipus giroid, d’interès per el seu potencial per afavorir la difusió d’oxigen, la vascularització i la migració cel·lular. Al mateix temps, aquests materials han d’incorporar un polímer amb memòria de forma que els permeti aportar senyalització biomecànica al teixit de manera controlada.

Així, a més de reproduir la funció suport de l’os alveolar, els biomaterials es conceben com a plataformes capaces de modular l’entorn mecànic local, per afavorir la regeneració òssia i la osteointegració.

En conjunt, BIO-GRASP busca avançar en la comprensió de com la biomecànica influeix en la regeneració òssia i obrir la porta al desenvolupament del primer empelt alveolar amb senyalització biomecànica personalitzada. La estreta col·laboració amb l’Hospital Sant Joan de Déu reforça, a més, l’orientació translacional del projecte, en connectar de forma directa la modalització, el disseny de biomaterials i les necessitats de la pràctica clínica. Assolits els seus objectius, el projecte podria aportar noves eines per millorar el disseny d’estratègies regeneratives en aquest àmbit i, a mitjà termini, facilitar la seva futura aplicació clínica en pacients pediàtrics amb fissura labiopalatina.