González Martínez, Gregorio¹

Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 34
Paginas: 216-223
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RESUMEN

La cirugía maxilofacial enfrenta desafíos significativos en la reconstrucción de defectos óseos complejos, requiriendo biomateriales eficaces que superen las limitaciones de los injertos tradicionales. En este contexto, los vidrios bioactivos (VB), introducidos por Hench con el Bioglass 45S5, representaron un hito por su capacidad de formar una unión directa con tejido óseo mediante la inducción de hidroxiapatita. Sin embargo, la primera generación de VB sintetizada por fusión presenta limitaciones como baja porosidad, control restringido y dificultad para la carga de fármacos. Los estudios llevaron al desarrollo de vidrios bioactivos mesoporosos (VBM) mediante una ruta de elaboración sol-gel, marcando una transición hacia la tercera generación de biomateriales. Esto permitió la creación de materiales con alta porosidad y gran área superficial, acelerando la bioactividad y, fundamentalmente, posibilitando la carga y liberación controlada de fármacos, factores de crecimiento e iones terapéuticos. El dopaje con iones como Sr, Zn, Cu, Ag y B confiere propiedades adicionales como osteoestimulación, angiogénesis y efectos antibacterianos o inmunomoduladores; los avances en la impresión 3D han permitido el diseño de andamios de VBM con arquitectura porosa personalizada, biomiméticos a la estructura ósea, mejorando la interacción celular, la vascularización y la osteointegración. Aunque persisten desafíos en las propiedades mecánicas y la traslación clínica, estos materiales son prometedores para la regeneración de grandes defectos óseos y la posibilidad de reparación de tejidos blandos. Este artículo es una revisión de literatura publicada en bases de datos como PubMed, Google Scholar y SciELO.

ABREVIATURAS:

• Ha = hidroxiapatita
• VB = vidrios bioactivos
• VBB = vidrios bioactivos de borato
• VBBS = vidrios bioactivos de borosilicato
• VBM = vidrios bioactivos mesoporosos

INTRODUCCIóN

La cirugía maxilofacial enfrenta importantes desafíos en la reconstrucción de defectos óseos causados por patologías tumorales y traumatismos; debido a esto, surge la necesidad de encontrar biomateriales eficaces que favorezcan la regeneración ósea y que funcionen en dichas reconstrucciones. En este contexto, los defectos óseos en la región maxilofacial afectan de manera importante la estética y función; al mismo tiempo, el tejido blando que recubre al hueso se ve afectado, requiriendo intervención para restaurar dichos defectos. En algunos casos, los autoinjertos, aloinjertos y xenoinjertos pueden verse limitados debido a las posibles complicaciones, como cirugía adicional, transmisión de enfermedades o la infección de las áreas intervenidas.¹

Ante este panorama, surge la idea de crear un material que ayude a dicha sustitución: los vidrios bioactivos (VB). Éstos comenzaron inicialmente en el área odontológica para la regeneración de dentina, membranas periodontales y cementos óseos; sin embargo, la demanda creciente para la realización de reconstrucción de grandes defectos óseos hizo que continuara su estudio y mejoría para dicho fin.^2,3

Los VB son biomateriales capaces de interactuar con el huésped produciendo osteogénesis, angiogénesis, propiedades antibacterianas⁴ y, lo más importante, su biocompatibilidad, ya que reduce la posibilidad de rechazo al interactuar con el huésped.²

Dado que la mayoría de los defectos son causados por trauma y/o patologías, se comenzó a estudiar la posibilidad de la administración de fármacos y factores de crecimiento para lograr un efecto terapéutico, surgiendo así el término vidrios bioactivos mesoporosos (VBM). Los VBM, debido a su estructura en forma de red, son capaces de almacenar y transportar diversas sustancias, sumando a esto la posibilidad de regeneración de tejidos blandos como la piel y el músculo esquelético y cardiaco.^3,4

El primer registro de dichos biomateriales se da en 1969, cuando el Dr. Larry Hench, después de dos años de investigación en la Universidad de Florida, descubre el VB 45S5, con nombre comercial BIOGLASS^®. Debido al alto rechazo de los injertos previamente realizados por profesionales de la salud de la época, propuso un material capaz de estimular la formación de hidroxiapatita (HA), uno de los componentes del hueso, para que pudiera integrarse al organismo sin provocar rechazo. De esta forma nace un vidrio de tipo sódico-cálcico, con una composición química de 45% de SiO₂, 24.5% de Na₂O, 24.5% de CaO y 6% de P₂O₅. Casi 10 años después se fabricó el primer dispositivo de uso humano con BIOGLASS^®, siendo un implante osicular. El segundo fue un implante de mantenimiento de cresta endósea, con el fin de dar estabilidad a las tablas óseas posterior a una exodoncia.⁵

Con el paso de los años, los estudios y avances acerca de los VB permitieron el desarrollo de tres generaciones. La primera generación es el ya mencionado 45S5, hecho por fusión; la segunda generación es a base de sol-gel, en la que se obtenían macroporos gracias a un surfactante; los llamados bioactivos multifuncionales o inteligentes ya contemplan el término andamio para el desarrollo celular, y en la tercera generación los VBM ya contemplan las tecnologías de impresión 3D y la capacidad para la liberación de fármacos.^5,6

La importancia de conocer y usar los VB y VBM, combinados con la tecnología actual, puede ser prometedor, ya que tienen amplios usos en medicina regenerativa, traumatología y ortopedia para rehabilitación de grandes defectos óseos.² Por ello, en este artículo revisaremos el uso que se les ha dado, así como el futuro prometedor en la regeneración de grandes defectos óseos mediante la integración de nuevas tecnologías.

VIDRIOS BIOACTIVOS DE PRIMERA GENERACIóN

Un vidrio bioactivo es capaz de interactuar con el huésped generando una capa de hidroxiapatita (HA) Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, uno de los principales componentes presentes en el hueso. Esto produce una unión firme con los tejidos tanto duros como blandos, obteniendo dos propiedades importantes, la biocompatibilidad y la capacidad de reabsorberse. Por el contrario, un material que no es capaz de interactuar lo llamaremos bioinerte; al no ser capaz de interacción, produce rechazo, tal como ocurre con los materiales sintéticos o metálicos que se usaban en épocas pasadas.^2,3,7 Dentro de estos mismos materiales se han desarrollado composiciones biocerámicas como el fosfato de calcio, la hidroxiapatita y los vitrocerámicos compuestos.⁸

En dos estudios realizados por Oonishi y asoiados y Wheeler y su equipo en colaboración con el Dr. Hench,⁵ clasifican a los VB en clase A, siendo osteoconductores y osteoproductores provocadas por disolución de Si, Ca, P y Na, provocando respuestas a nivel intra- y extracelular, y los de clase B, que sólo son osteoconductores, sólo producen migración ósea.

En una comparación entre el BIOGLASS^® y un VB realizada por Sepulveda y su equipo en 2001⁹ mencionan cierto grado de toxicidad por el cambio de pH, causando una liberación de iones Na⁺ y Ca²⁺ e influyendo de manera negativa en la formación de HA y, por lo tanto, causando uniones desfavorables como deficiencias mecánicas, siendo una desventaja para la época; sin embargo, en estudios realizados a principio de la década de los años 70, la producción de los VB se realizaba por fusión o vía sol-gel, logrando producir diversos tamaños y formas, como fibras y recubrimientos de distintos tamaños que pueden actuar como plantillas. Sobre éstas puede existir un crecimiento celular debido a la presencia de porosidades, teniendo un área mayor de contacto y, por lo tanto, una mejoría en sus propiedades mecánicas, dando origen a la creación de los primeros andamios, en los cuales se obtiene un mayor desarrollo celular y bioactividad.^2,6

En un estudio citado por Rahaman y colaboradores⁷ y por Hench⁵ se clasifica al VB 45S5 como un osteoconductor y osteoinductor, ya que favorece el crecimiento dentro del mismo VB, incluyendo su interfaz, debido a la liberación de Na+ y Ca2+ principalmente, provocando adhesión y proliferación de MLO-A5 celular para la formación de hueso. Esto cuestiona la presencia de Si, ya que en VB de borato se produce de igual manera una osteogénesis con ausencia de Si, creando una nueva ventana de estudio: los vidrios a base de borato. Crush y colaboradores¹⁰ y Bi y asociados¹¹ mencionan la importancia del Si para el desarrollo óseo, ya que éste desempeña un papel crucial al obtener oxígeno y nutrientes necesarios para el desarrollo celular adecuado, creando condiciones hipóxicas y provocando la liberación del factor de crecimiento endotelial.

Debido a los cambios térmicos durante la fabricación, se obtenían diferentes grados de bioactividad, resistencia y módulo elástico, lo que producía una mayor cantidad de SiO que, al superar el 60% de peso, repercute directamente en la bioactividad. Esto dificultaba la liberación de iones de Na y Ca, lo que provoca una formación deficiente de HA y, por consiguiente, se presentan fallas mecánicas, ya sea fragilidad o mayor dureza, provocando estrés sobre el VB, lo que repercute directamente en la pérdida ósea; sin embargo, esto no fue tan malo, ya que se le dio uso odontológico para la regeneración en dentina.^2,3,5,12

Una de las limitaciones que ofrece el VB 45S5 es su densidad, lo que repercute en la porosidad y afecta la angiogénesis, osteoinducción y osteoproducción, provocando una conversión de HA incompleta en defectos muy extensos,⁷ lo que obliga al desarrollo de nuevas formas de elaboración, los VBM, que tienen ciertas ventajas gracias a que mejoran sus propiedades físico-mecánicas.

VIDRIOS BIOACTIVOS MESOPOROSOS DE SEGUNDA E INICIOS DE LA TERCERA GENERACIóN Y COMIENZO DEL DOPAJE

A inicios de la década de 1990, los Drs. Li, Clark y Hench encontraron la forma de elaborar un VB mediante el procesamiento sol-gel, obteniendo un material con mejoras físico-mecánicas, con grandes áreas con poros de tamaño nanométrico.¹³ A diferencia de la elaboración por sinterización, este método produce una porosidad y área superficial más elevada, obteniendo una bioactividad y degradabilidad mayor; el resultado es un vidrio bioactivo mesoporoso (VBM).¹⁴ Debido a estas propiedades, surgió la idea de usarlos con fármacos o factores de crecimiento, encontrando otro campo de estudio con el dopaje de los VB, dando pauta a varias funcionalidades, por ejemplo, utilizar su superficie porosa para la carga de partículas y la creación activa de andamiajes celulares.⁴

Una ventaja es la capacidad de manipulación del tamaño del poro mediante surfactantes como el bromuro de hexadeciltrimetilamonio, variando su concentración. Wang y Chen, citados en Deshmukh K y colaboradores,¹⁴ mencionan que mediante agregados los VBM pueden tener el doble de poros que los VB,⁸ mostrando capacidad para la carga, almacenamiento y liberación de fármacos en estudios in vitro; sin embargo, los VBM o MBG (Mesoporous Bioactive Glasses) son la tercera generación de los vidrios bioactivos introducidos en 2004 por el equipo de Zhao y Yan,¹⁵ que integraron óxido de calcio y fósforo dentro de la estructura de sílice mesoporosa ordenada, los cuales poseen un área superficial inmensa que acelera de forma significativa la regeneración ósea; sus propiedades antimicrobianas se deben a que permiten almacenar medicamentos en sus poros.

Entre los años 2000-2001, Vallet-Regi y su colega propusieron el uso de los VBM para la liberación de fármacos, aprovechando el tamaño que llega a ser de 5 a 10 nm y que en este caso suelen ser ordenados con una geometría hexagonal, lo que aporta tridimensionalidad, favoreciendo el desarrollo celular. También mencionan una superficie de 1,000 m² por cada gramo, obteniendo un poro con capacidad de 1 cm³ por cada gramo, mostrando así la capacidad para transportar sustancias. De igual manera, una de las características que se mencionan es la respuesta, al desarrollarse la capa de HA en tres a siete días en VB y 4 horas en VBM,^6,8 siendo una ventaja para el uso en injertos y/o andamiajes óseos, mejorando las propiedades osteogénicas, angiogénicas y bactericidas. Gracias a la capacidad de carga y liberación,⁴ pueden obtenerse mejoras en propiedades como las mencionadas previamente debido al dopaje con óxidos.

Yan y sus colegas fueron los primeros en notar la capacidad de los VBM para la absorción y liberación de sustancias.¹⁵ En 1994, Vrouwenvelder y asociados¹⁶ fueron los primeros en dopar con hierro, titanio, flúor y boro, en donde el titanio mostró una bioactividad superior, mostrando una actividad osteoblástica. En 2010, Acevedo y colaboradores realizaron un estudio agregando Zn y Mg a los VBM; estos iones propician un entorno con bajos niveles de O₂, activando genes proangiogénicos y antiangiogénicos.¹⁷

Vallet-Regi y su colega mencionan los beneficios del dopaje para la obtención de beneficios como hemostasia (Ta), respuestas antiinflamatorias (Zn, Pd, Pt), antitumorales, antiangiogénica preventiva del cáncer (Se, Te) y las ya conocidas angiogénica (B, Si, P, Mg, Ca, Mn, Co, Cu), bactericida (V, Mn, Cu, Zn, Ga, Se, Ag, Te, Ce) y osteogénica (Li, B, F, Si, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb);⁸ algunos llegan incluso a tener más de una acción, obteniendo versatilidad y beneficio; otros aún se encuentran en estudios in vitro e in vivo para comprobar su actividad biológica sin que perjudique las propiedades iniciales de los VB. Hoppe y su equipo¹⁸ mencionan principalmente al vanadio, cobalto y magnesio, sugiriendo un papel fisiológico en el metabolismo óseo debido a la señalización para el desarrollo de la angiogénesis y mineralización del tejido óseo. Maeno y colaboradores, citado por Hoppe y su equipo,¹⁸ mencionan la importancia de las concentraciones de Ca, considerando 2-4 mmol a 6-8 mmol como adecuadas para los procesos fisiológicos de los osteoblastos, aunque concentraciones mayores de 10 mmol son tóxicas. Un punto a considerar es la concentración de este ion, presente a nivel extracelular, el cual influye directamente sobre los osteoblastos debido a los factores de crecimiento similar a la insulina.¹⁸

Hoppe y su equipo mencionan al Si, Sr, Zn, Cu, Mg y B.¹⁸ El sílice se asocia a procesos de calcificación ósea y disminuye la resorción ósea. El Sr en estudios in vivo en ratas muestra aumento en la resistencia en la formación del callo óseo, produciendo proliferación de osteoblastos e inhibición osteoclástica; también es capaz de estimular vesículas extracelulares óseas, promoviendo la restauración en la homeostasis celular de la misma médula, activando el sistema RANK.⁴ El Zn provoca activación de la ATPasa y tiene propiedades antiinflamatorias, inhibiendo la resorción ósea y promoviendo la formación de una capa de fosfato de calcio, lo que mejora la adhesión de los VBM; sin embargo, esto produce una degradación más lenta, lo cual puede resultar tóxico para el organismo, inhibiendo la proliferación celular. El CU en el campo de la ingeniería tisular y biomateriales tiene interacción con el vidrio bioactivo (VB). Beneficios:

• 1. Agente angiogénico. La angiogénesis es crucial en la regeneración ósea, ya que los nuevos vasos aportan el oxígeno y los nutrientes necesarios para que el hueso sane.
• 2. Inhibición de osteoclastos. Al usar concentraciones de cobre superiores a 106 mmol, se frena su actividad in vitro, lo que ayuda a mantener la densidad de la matriz ósea en formación.
• 3. Disminución de la degradación del VB. El cobre estabiliza la estructura del vidrio bioactivo, controlando su velocidad de disolución.
• 4. Efecto antibacteriano. El ion de cobre destruye las membranas celulares y el DNA de patógenos como Staphylococcus epidermidis, común en las infecciones asociadas a implantes médicos, previniendo así el rechazo por infección.

El boro acelera la estimulación química del vidrio. Esto facilita la precipitación de una capa de hidroxiapatita en la superficie del material al entrar en contacto con los fluidos corporales, clave para la unión con el hueso. Los iones de Ag proporcionan efectos antibacterianos en concentraciones de 0.5 a 0.20 mg/mL; son capaces de inhibir E. coli, Pseudomonas, Staphylococcus aureus, presentando alta bioactividad acelular debido a la generación de capa de HA.^18,19

Como se mencionó anteriormente, los VB a base de sílice poseen limitaciones, entre ellas la dificultad para producir andamios y fibras tridimensionales. Es por ello que los vidrios bioactivos de borato (VBB) se volvieron objeto de estudio,^10,20 gracias a su mayor degradabilidad que puede ser manipulada, modificando parcialmente la cantidad de SiO₂ por B₂O₃, obteniendo un vidrio bioactivo de borosilicato (VBBS), o bien, con la sustitución completa, obteniendo un vidrio bioactivo de borato (VBB). Gracias a esto puede ser dopado con algunos iones como Zn, Cu, F, Mn Sr, ya que se pueden liberar de acuerdo con la degradabilidad.⁷

Un punto importante es el proceso inflamatorio al que se somete la zona intervenida ya que, al no ser controlada, puede provocar la destrucción o fracaso del andamio colocado. Estudiando las actividades inmunomoduladoras que poseen los VB,⁴ se ha observado que el agregado de boro presenta beneficios en el metabolismo óseo en conjunto con la vitamina D, presentando efectos antiinflamatorios y antioxidantes.²¹ Una de las preocupaciones es la toxicidad del boro. En 2022 Ege y colaboradores y en 2025 Zhu y su equipo señalaron que el vidrio bioactivo, aparte de sus propiedades biocompatibles, biodegradables e inmunomiduladoras, tiene propiedades osteogénicas para ser usado en ortopedia y en odontología; además, el VB también presenta capacidad angiogénica y antibacteriana.^4,20

TERCERA GENERACIóN, ANDAMIAJE E IMPRESIóN 3D

La problemática de los defectos óseos de tamaño considerable ha llevado al desarrollo de andamiajes para el desarrollo celular. Éstos deben cumplir con tres componentes: 1) células capaces de formar una matriz extracelular funcional, 2) moléculas capaces de inducir la formación y 3) un andamiaje tridimensional en donde puedan desarrollarse dichos procesos fisiológicos.²²

Los VBM poseen un poro entre 2 a 50 nm; este tamaño imposibilita el andamiaje celular, por lo que se comenzó a imitar la estructura del hueso para desarrollar una macroporosidad sin perder sus propiedades y obtener los mayores beneficios posibles,^4,6 modificando la composición y bioactividad. Se desarrollaron así diferentes tipos, entre los que destacan los andamios en espuma, imitando un poro al del hueso esponjoso capaz de liberar un fármaco con un tamaño de 100 mm,²³ mostrando buena biocompatibilidad celular in vitro con buena adhesión a células óseas. Se comenzó a usar como plataforma, ya que fue capaz de liberar gentamicina y dexametasona, pudiendo llevar el fármaco a la zona deseada;^4,24 no obstante, la resistencia mecánica es demasiado baja, siendo una de las desventajas. En un estudio publicado en 2015 por Zhao y su equipo, citado en Baino y colaboradores,⁶ agregaron un grupo tiol (SH) y amino (NH), manteniendo los macroporos de 300-500 mm y mesoporos de 4 nm, estimulando la adhesión y la proliferación de células mesenquimales. Los VBM, al ser funcionalizados químicamente, adquieren especificidad biológica, evitan el rechazo inmune y optimizan la regeneración ósea.

Retomando la idea propuesta por Simske y su equipo en 1997,²⁵ justificaron el uso de materiales porosos para la correcta integración ósea, basando su idea en la porosidad de los espacios medulares del hueso esponjoso para proyectar la biotecnología 3D en la producción de andamiajes celulares; éstos son estructuras tridimensionales capaces de proporcionar un entorno para la formación de la matriz extracelular, proporcionando un soporte mecánico y, sobre todo, con capacidad de remodelarse a medida que se produzca la regeneración.¹ Simske y su equipo clasificaron el tamaño de los poros como mínimos y máximos (1-100 micras) de un material para la correcta fijación celular, ubicando tres niveles de porosidad: primer nivel < 100 micras, segundo nivel 100-500 micras y tercero > 500 micras. Tomando en cuenta un factor importante: la vascularización para el desarrollo celular adecuado debe tener una distancia entre 150 y 200 mm;⁶ de ahí la importancia de la tecnología 3D para el diseño del tamaño del poro. Esta tecnología lleva aproximadamente 30 años de desarrollo.⁴

Wu y su equipo²⁶ informaron sobre una modificación en la realización de un VBM debido a la combinación de una técnica 3D con una sinterización de sol-gel, sin embargo, continúa con un alta fragilidad debido a la sinterización. En este mismo artículo se propone un nuevo método a base de impresión 3D, preparando Si-Ca-P en proporción 80-15-5 diluido en alcohol polivinílico, mostrando una adecuada resistencia a la compresión, así como buena capacidad de mineralización y administración de fármacos.

Esto llevó a los científicos a explorar técnicas más específicas para desarrollar andamios a base de VB, los cuales pueden ser diseñados de acuerdo con la zona, usando la tecnología CAD-CAM e impresión 3D. Se puede realizar un andamio con ciertas características como disposición, tamaño y distribución de los poros.^6,27

Gracias a la ingeniería de tejidos y técnicas de impresión 3D, el enfoque ha cambiado en los último años, dando origen a la bioimpresión, que incorpora factores de crecimiento y células, logrando un tejido biomimético,¹ sobre todo en defectos con un tamaño considerable. Se debe tomar en cuenta que cualquier región ósea afectada tendrá una repercusión negativa en el tejido blando que lo cubre, siendo un factor a considerar en la reparación de éste.⁴

Los biomateriales que se usen deben poseer ciertas características además de las ya conocidas, como propiedades reológicas, mantenimiento de la forma para evitar colapso y, de las más importantes, no ser tóxico para permitir un adecuado desarrollo celular.²⁸ Entre los materiales propuestos por diversos autores se encuentran el alginato, quitosano, colágeno tipo I y ácido hialurónico; la mayoría de estos materiales presenta buena biocompatibilidad así como buena tasa de degradación, no obstante, las propiedades mecánicas in vivo siguen siendo deficientes. Zhu y colaboradores mencionan el agregado de grafeno para mejorar las propiedades mecánicas, lo que mejora la resistencia a la compresión y permite evitar la posible fractura del andamio, con buenos resultados en estudios in vivo.⁴ Esta rigidez posee importancia, debido a que la adhesión, proliferación y migración celular van de la mano con la rigidez del andamio.²²

De igual manera, debemos entender que la existencia de poros modifica la resistencia a la compresión, que ronda desde los 0.2 hasta 150 MPa; la orientación de los poros posee mayor fuerza que los no orientados; además, debemos fijarnos en la dirección de los poros más que en la dureza del material para su uso en zonas que requieran carga.²⁹

Otra característica importante es el módulo elástico, debido a cierto defectos que se encontrarán a cargas continuas; por ejemplo, el hueso cortical posee una fuerza de compresión que va desde 167-213 MPa, tracción de 107-170 MPa, flexión 103-238 MPa y torsión de 65-71 MPa, mientras que el hueso esponjoso posee una fuerza de compresión de 1.5-9.3 MPa.³⁰ Se han realizado diversos estudios evaluando modelos animales en huesos sometidos a carga.

Como ya mencionamos, las propiedades angiogénicas se pueden ampliar con el uso de los VB, al ser aplicados en la regeneración de tejidos en la cicatrización de heridas.^19,31 El daño musculoesquelético de gran importancia puede provocar afectaciones en el habla, deglución, gesticulación, movimiento de extremidades, entre otras. Winston y su equipo demostraron el uso de VB a base de Si y Bo, produciendo una reparación gracias a la angiogénesis in vivo en ratas;³² en el 2023, Sun y asociados³³ demostraron reparación de músculo cardiaco mediante el uso de VB, promoviendo angiogénesis y secreción de factor de crecimiento endotelial VEGF; incluso reportaron la fabricación de válvulas cardiacas mediante la bioimpresión 3D del tejido cardiaco vascularizado.

DISCUSIóN

La evolución de los biomateriales para la regeneración ósea ha sido un viaje notable, desde los primeros injertos rudimentarios hasta las sofisticadas plataformas multifuncionales que hoy persiguen la ingeniería de tejidos. Los vidrios bioactivos (VB), introducidos por Hench hace más de cinco décadas, representaron un hito al demostrar una capacidad sin precedentes para establecer un enlace directo con el tejido óseo vivo.⁵ Sin embargo, como se ha revisado, las limitaciones inherentes a su estructura densa y la restricción en la modulación de su bioactividad y funcionalidades adicionales, como la liberación de fármacos, impusieron barreras significativas para su aplicación en defectos óseos complejos o infectados.^5,7

La síntesis mediante la ruta sol-gel ha sido el catalizador para la emergencia de los vidrios bioactivos mesoporosos (VBM), marcando una transición crítica de una primera generación de biomateriales de "reemplazo" a una tercera generación orientada a la "regeneración activa".^6,8 La introducción controlada de mesoporos no sólo ha magnificado la superficie específica y la velocidad de bioactividad, acelerando la formación de la crucial capa de hidroxiapatita, sino que, fundamentalmente, ha transformado estos materiales en excelentes vehículos para la administración de agentes terapéuticos.⁴ Como se evidencia en la literatura,¹⁷ esta capacidad de cargar y liberar de forma controlada antibióticos, factores de crecimiento o fármacos osteoinductivos directamente en el sitio del defecto es una ventaja distintiva que eleva su potencial clínico por encima de sus predecesores densos.

Los avances en la fabricación, particularmente la impresión 3D, han desbloqueado nuevas dimensiones en el diseño de andamios con VBM.²⁸ La capacidad de crear arquitecturas porosas interconectadas a macroescala, junto con la mesoporosidad intrínseca de los vidrios, permite la replicación biomimética de la jerarquía estructural del hueso. Esto no sólo facilita la ingrowth celular y la vascularización, sino que también permite la personalización geométrica del implante para adaptarse a defectos específicos del paciente, un pilar fundamental de la medicina regenerativa.⁶

La integración de VBM con iones traza bioactivos o con propiedades antimicrobianas (como Sr, Zn, Cu, Ag) representa otra dirección prometedora, confiriendo al material funcionalidades adicionales que van más allá de la mera osteoconducción.^6,17

A pesar de los avances significativos, el camino hacia la aplicación clínica generalizada de los VBM impresos en 3D, especialmente en regiones de carga como la craneofacial o vertebral, aún enfrenta desafíos. Las propiedades mecánicas, si bien mejoradas con nuevas formulaciones y diseños de andamios, a menudo no igualan la resistencia del hueso cortical nativo para todas las aplicaciones. Además, la validación clínica a gran escala y la superación de obstáculos regulatorios son pasos cruciales para la traslación de esta tecnología del laboratorio a la cabeza del paciente.⁸ El futuro se inclina hacia el desarrollo de biomateriales "inteligentes" que puedan responder a estímulos biológicos o que integren capacidades de monitoreo, promoviendo una regeneración ósea más eficiente y controlada.³⁴

CONCLUSIóN

La investigación en biomateriales para la regeneración ósea ha experimentado una transformación profunda con la llegada de los vidrios bioactivos mesoporosos y la impresión 3D. Estos materiales representan una evolución fundamental respecto a los vidrios bioactivos de primera generación, no sólo por su superior bioactividad y control de la degradación, sino, crucialmente, por su excepcional capacidad como plataformas para la liberación controlada de agentes terapéuticos. La combinación de la síntesis sol-gel y las tecnologías de impresión 3D ha pavimentado el camino para el diseño de andamios óseos personalizados, multifuncionales y con arquitecturas biomiméticas, capaces de guiar activamente el proceso regenerativo. Si bien persisten desafíos en la optimización de propiedades mecánicas y la traslación clínica, los vidrios bioactivos mesoporosos se posicionan firmemente como un pilar en el futuro de la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos óseos y blandos, prometiendo soluciones más eficaces y personalizadas para la compleja reparación de defectos óseos.

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AFILIACIONES

¹ Cirujano dentista. Práctica privada. ORCID: 0009-0006-3435-7392

Conflicto de intereses: el autor declara no tener ningún conflicto de intereses en relación con la investigación presentada en este artículo.

Aspectos éticos: el autor certifica que el presente manuscrito es un trabajo original e inédito. Se asegura que se han empleado las normas en formato Vancouver para referenciar de forma completa todas las fuentes, ideas y datos de terceros, evitando el plagio. Asimismo, se declara que los datos y resultados reportados son veraces y obtenidos de forma lícita, sin haber incurrido en la fabricación o falsificación de la información.

Financiamiento: no se obtuvo financiamiento de ninguna institución.

CORRESPONDENCIA

Gregorio González Martínez. E-mail: gregglzmtz@live.com

Recibido: 03 de diciembre de 2025. Aceptado: 08 de julio de 2026.