“EVALUACIÓN DEL POTENCIAL OSTEOCONDUCTOR DE ESPONJAS DE GELATINA BOVINA TIPO B FUNCIONALIZADAS CON HIDROXIAPATITA DE ORIGEN NATURAL Y SINTÉTICA”
Otra Investigación experimental · 2026 · Participa en el 1.ª Convocatoria de Carteles Académicos DDU 2026
Autores: Ana Luisa Velázquez Ramirez (autor principal) · Facultad de estomatología UASLP; Diana María Escobar García · Facultad de estomatología UASLP
Asesores: Diana María Escobar García, Amaury de Jesús Pozos Guillén.
Institución: Facultad de estomatología UASLP · Presentado en: XXXIV Encuentro Nacional y XXV Iberoamericano de Investigación en Odontología y XXX Congreso de Odontología “De la ciencia a la práctica”, San Luis Potosí
Reconocimiento: Obtuvo el primer lugar en el concurso de Investigación en modalidad oral
Resumen
¨EVALUACIÓN DEL POTENCIAL OSTEOCONDUCTOR DE ESPONJAS DE GELATINA BOVINA TIPO B FUNCIONALIZADAS CON HIDROXIAPATITA DE ORIGEN NATURAL Y SINTÉTICA¨
Ana Luisa Velázquez Ramírez; Diana María Escobar García. Facultad de Estomatología, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Av. Manuel Nava No. 2, C.P. 78290, San Luis Potosí, S.L.P., México.
Correos electrónicos: anavr224@gmail.com; diana.escobar@uaslp.mx.
Introducción: El tejido óseo está constituido por una matriz orgánica rica en colágeno y una matriz inorgánica de hidroxiapatita (HAp). Enfermedades como la periodontitis alteran este equilibrio y provocan pérdida ósea. La ingeniería de tejidos emplea andamios tridimensionales que favorecen la osteoconducción y regeneración ósea. Planteamiento del problema: La pérdida de tejido óseo representa un desafío para la regeneración, por lo que es necesario desarrollar biomateriales biocompatibles y osteoconductores. La HAp natural obtenida de espinas de pez diablo podría ser una alternativa sostenible. Objetivo: Evaluar el potencial de esponjas de gelatina bovina tipo B funcionalizadas con HAp natural de espinas de pez diablo y compararlas con HAp sintética. Metodología: Estudio experimental in vitro. Las esponjas GHAPN incorporaron HAp natural al 0.5% y 1%, mientras que las GHAPS contenían HAp sintética en las mismas concentraciones. Se realizaron análisis FTIR-ATR, hinchamiento, degradación, porosidad, MEB, MTS, hemocompatibilidad, rojo alizarín y PCR. Resultados: FTIR confirmó la presencia de HAp y su entrecruzamiento con glutaraldehído. GHAPN 1% presentó mayor hinchamiento, porosidad y deposición de calcio, mientras GHAPN 0.5% mostró mayor estabilidad. Ningún tratamiento fue citotóxico y todos mantuvieron viabilidad superior al 70%. GHAPN 1% incrementó 61% la expresión de Osterix, mientras GHAPN 0.5% presentó mayor expresión de osteocalcina. En general, HAp natural promovió mayor expresión genética que HAp sintética. Discusión: La combinación de gelatina bovina tipo B con HAp natural mostró características fisicoquímicas y biológicas favorables. Su porosidad, biocompatibilidad y expresión de marcadores osteogénicos sugieren un potencial osteoconductor semejante o superior al de HAp sintética, posiblemente por su composición biomimética y adecuada interacción con células osteoblásticas. Conclusión: Las esponjas con HAp natural representan una alternativa sostenible para la regeneración ósea. Además, el aprovechamiento del pez diablo, especie invasora de la Huasteca Potosina, permite valorizar un recurso local y podría contribuir a reducir costos.
Palabras clave: Palabras clave: Regeneración ósea hidroxiapatita natural gelatina bovina tipo B osteoconducción biomateriales.
Introducción
La regeneración ósea representa un desafío en odontología, por lo que se buscan biomateriales que favorezcan la reparación del tejido. Las esponjas de gelatina tipo B combinadas con hidroxiapatita (HAp) son una alternativa prometedora por su potencial de biocompatibilidad. En este estudio, se evaluó y comparó el potencial osteoconductor de esponjas incorporadas con hidroxiapatita natural obtenida del ejemplar Hypostomus plecostomus (especie invasora de la huasteca potosina) e hidroxiapatita sintética mediante pruebas in vitro.
Objetivo
Evaluar y comparar el potencial osteoconductor de un sistema de esponjas elaboradas a partir de gelatina bovina tipo B combinada con hidroxiapatita de origen natural, frente a hidroxiapatita sintética, mediante análisis estructurales, fisicoquímicos y biológicos in vitro.
Metodología
Materiales y métodos
1. Elaboración de las esponjas: Se prepararon esponjas de gelatina bovina tipo B, incorporando hidroxiapatita natural obtenida de pez diablo (Hypostomus plecostomus) e hidroxiapatita sintética. Las mezclas se homogeneizaron, congelaron y liofilizaron para obtener los biomateriales.
2. Caracterización fisicoquímica: Se evaluó la composición química de las esponjas mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR).
3. % de hinchamiento: Se evaluó la capacidad de las esponjas para absorber líquidos mediante la medición de su peso en diferentes tiempos después de sumergirlas en una solución Phosphate-Buffered Saline(PBS).
4. Prueba de degradación: Se registraron los cambios de peso de las esponjas después de alcanzar su máxima capacidad de hinchamiento, identificando el momento en que comenzaron a perder peso.
5. Prueba de porosidad: Se determinó la porosidad mediante un método gravimétrico, evaluando la absorción de etanol y las dimensiones de las esponjas.
6. Análisis morfológico: Se evaluó la morfología y la estructura superficial de las esponjas mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Previamente, las muestras se recubrieron con oro para facilitar su observación.
7. Cultivo celular: Se cultivaron osteoblastos humanos para evaluar la biocompatibilidad de las esponjas mediante extractos obtenidos de los biomateriales.
8. Viabilidad celular (MTS): Se determinó la viabilidad de los osteoblastos después de su exposición a los extractos de las esponjas mediante un ensayo colorimétrico.
9. Mineralización ósea (Rojo de Alizarina): Se evaluó la formación de depósitos minerales en los osteoblastos mediante tinción con Rojo de Alizarina, tanto de manera cualitativa como cuantitativa.
10. Hemocompatibilidad: Se evaluó la interacción de las esponjas con sangre periférica mediante la determinación de hemoglobina plasmática, para analizar el posible daño a los eritrocitos.
11. Evaluación de la expresión génica: Se analizaron los niveles de expresión de los genes relacionados con la diferenciación osteogénica (RUNX2, Osterix y osteocalcina) mediante extracción de ARN, síntesis de ADN complementario y amplificación por PCR, utilizando β-actina como gen de referencia.
Diseño experimental
In vitro.
Comparación grupos control vs. diferentes concentraciones de hidroxiapatita.
Análisis de los datos
Media ± desviación estándar (DE).
Prueba de Shapiro-Wilk: Evaluación la normalidad de los datos.
ANOVA de una vía: comparación entre grupos.
SigmaPlot 12.0: análisis estadistico.
Se estableció p < 0.05 como estadísticamente significativo.
Resultados
Resultados:
1. Análisis por FTIR
Todas las esponjas conservaron las bandas características de la gelatina correspondientes a las amidas I, II y III. Asimismo, se identificaron señales asociadas a la formación de enlaces tipo base de Schiff, lo que sugiere un posible entrecruzamiento químico con glutaraldehído. En ambas hidroxiapatitas se detectaron bandas características de los grupos fosfato y los grupos hidroxilo. La hidroxiapatita sintética presentó bandas adicionales correspondientes a carbonatos, ausentes en la hidroxiapatita natural.
2. Hinchamiento y degradación
Todas las formulaciones mostraron una elevada capacidad de hinchamiento. La esponja con 1 % de hidroxiapatita natural alcanzó aproximadamente el 1500 %, mientras que las formulaciones con hidroxiapatita sintética alcanzaron cerca del 1300 %. Las esponjas con menor hinchamiento presentaron una pérdida de masa húmeda más tardía.
3. Morfología, porosidad y tamaño de poro
El análisis mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) mostró estructuras porosas con una distribución relativamente homogénea. La incorporación de 1 % y 0.5 % de hidroxiapatita natural incrementó la porosidad aproximadamente un 33 % y un 17 %, respectivamente, respecto a la gelatina sola. Además, las formulaciones con hidroxiapatita natural presentaron los poros de mayor tamaño, cercanos a 100 µm.
4. Viabilidad celular
Todas las formulaciones presentaron una reducción de la viabilidad celular inferior al 30 %, sin diferencias estadísticamente significativas respecto al control. Estos resultados indican que las esponjas no mostraron efectos citotóxicos bajo las condiciones experimentales evaluadas.
5. Depósito de calcio (Rojo de Alizarina)
La incorporación de hidroxiapatita favoreció el depósito de calcio de manera dependiente de la concentración. Las esponjas con hidroxiapatita natural aumentaron el depósito de calcio un 27 % y un 50 %, mientras que las formulaciones con hidroxiapatita sintética mostraron incrementos del 11 % y el 15 %. La gelatina sola presentó una reducción del 8 % respecto al control.
6. Hemocompatibilidad
Los tiempos de tromboplastina parcial activada (TTPa) se mantuvieron dentro del intervalo normal. En el tiempo de protrombina (TP), las formulaciones con hidroxiapatita sintética mostraron valores ligeramente prolongados, mientras que las demás presentaron resultados dentro del intervalo de referencia, excepto GHAPS al 0.5 %, que también mostró un TP ligeramente elevado.
7. Expresión de genes osteogénicos
- Osteocalcina (BGLAP): aumentó más del 200 % en las formulaciones con hidroxiapatita natural. La hidroxiapatita sintética al 1 % presentó niveles similares al control.
- Osterix (OSX): aumentó en todas las formulaciones, con incrementos del 24 % y 61 % para la hidroxiapatita natural, superiores a los observados con la sintética.
- RUNX2: presentó incrementos aproximados del 13 % y 15 % en los grupos con hidroxiapatita natural y sintética, respectivamente.
Discusión
Discusión
En este estudio se evaluaron las propiedades estructurales, fisicoquímicas y biológicas in vitro de esponjas de gelatina bovina tipo B incorporadas con hidroxiapatita (HAp) natural, obtenida de huesos de pez diablo, y sintética. Los resultados demostraron que el origen y la concentración de la HAp influyen en la arquitectura de los andamios, su capacidad de hinchamiento y su respuesta osteogénica.
La caracterización mediante espectroscopía FTIR confirmó la interacción entre la gelatina y el agente entrecruzante, mientras que la incorporación de HAp modificó la intensidad de las bandas espectrales. Por otra parte, las esponjas con HAp natural presentaron una mayor capacidad de hinchamiento y características de porosidad favorables para la difusión de nutrientes, la eliminación de desechos metabólicos y la migración celular. Sin embargo, es fundamental mantener un equilibrio entre porosidad, absorción de líquidos y estabilidad mecánica para favorecer la regeneración del tejido óseo.
En cuanto a la biocompatibilidad, ninguna formulación superó el umbral de citotoxicidad bajo las condiciones experimentales. Asimismo, la evaluación de la coagulación sanguínea mostró que las muestras no modificaron significativamente la vía intrínseca, aunque las formulaciones con HAp sintética produjeron un ligero aumento del tiempo de protrombina, lo que sugiere posibles interacciones con factores de la vía extrínseca que requieren mayor investigación.
Respecto a la respuesta osteogénica, las esponjas con HAp natural promovieron una mayor deposición de calcio y una expresión superior de los marcadores BGLAP (osteocalcina) y OSX (osterix) en comparación con las formulaciones con HAp sintética. Estas diferencias podrían relacionarse con la presencia de iones traza en la HAp natural, como magnesio y zinc, capaces de influir en la actividad celular y la mineralización. No obstante, la expresión de RUNX2 debe interpretarse en conjunto con los demás marcadores para comprender integralmente la diferenciación osteogénica.
En conjunto, los resultados sugieren que la hidroxiapatita obtenida del pez diablo constituye una alternativa prometedora para desarrollar andamios de gelatina destinados a la ingeniería de tejido óseo. Su potencial aprovechamiento también representa una oportunidad para valorizar residuos biológicos regionales. Sin embargo, se requieren estudios adicionales para confirmar su desempeño mecánico, sus mecanismos biológicos y su eficacia en modelos in vivo antes de considerar su aplicación clínica.
Conclusiones
Conclusión
Las esponjas de gelatina bovina tipo B incorporadas con hidroxiapatita (HAp) natural obtenida de Hypostomus plecostomus presentaron una estructura porosa, una alta capacidad de hinchamiento y ausencia de efectos citotóxicos bajo las condiciones experimentales evaluadas. En comparación con las formulaciones que contenían HAp sintética, las esponjas con HAp natural mostraron una mayor deposición de calcio y una mayor expresión de marcadores asociados con la formación ósea, particularmente BGLAP y OSX. En conjunto, estos resultados evidencian que la procedencia de la HAp influye en las propiedades fisicoquímicas y en la respuesta biológica in vitro de las esponjas a base de gelatina.
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Cómo citar
Ana Luisa Velázquez Ramirez, Diana María Escobar García. “EVALUACIÓN DEL POTENCIAL OSTEOCONDUCTOR DE ESPONJAS DE GELATINA BOVINA TIPO B FUNCIONALIZADAS CON HIDROXIAPATITA DE ORIGEN NATURAL Y SINTÉTICA”. Trabajo presentado en: XXXIV Encuentro Nacional y XXV Iberoamericano de Investigación en Odontología y XXX Congreso de Odontología “De la ciencia a la práctica”; 2026; San Luis Potosí. Disponible en: Biblioteca de Conocimiento DDU, https://ddu.mx/carteles/evaluacion-del-potencial-osteoconductor-de-esponjas-de-gelatina-bovina-tipo-b-funcionalizadas-con