El osteosarcoma es el tumor óseo maligno primario más prevalente en niños y adolescentes. El tratamiento estándar actual implica una combinación de quimioterapia y resección quirúrgica radical. Sin embargo, este enfoque enfrenta dos desafíos clínicos importantes: un alto riesgo de recurrencia y metástasis postoperatorias, y la creación de defectos óseos extensos que dificultan significativamente la recuperación funcional y la calidad de vida a largo plazo.
El avance de la tecnología de biomateriales ofrece una estrategia prometedora para abordar estos dos desafíos de manera simultánea. Estos materiales pueden funcionar como sistemas de administración localizada de fármacos que mejoran la eficacia antitumoral al tiempo que minimizan la toxicidad sistémica. Además, han facilitado la aplicación de nuevas modalidades terapéuticas, como las terapias fototérmica, de hipertermia magnética, térmica por microondas, quimiodinámica y sonodinámica. Es crucial destacar que estos biomateriales también están diseñados para proporcionar soporte estructural y señales biológicas para la regeneración ósea, cumpliendo así con el objetivo de una integración bifuncional.
Esta revisión presenta una clasificación sistemática e innovadora de estos biomateriales bifuncionales de vanguardia. Proporciona un análisis crítico de sus principios de diseño, eficacia terapéutica y potencial de traslación clínica, con el objetivo de establecer un nuevo marco teórico y proponer futuras direcciones de investigación para el manejo integral postoperatorio del osteosarcoma.
Progreso de la investigación
Esta revisión categoriza de manera innovadora los biomateriales bifuncionales para la reparación post-osteosarcoma en tres paradigmas estratégicos distintos:
La estrategia bifuncional tradicional logra la integración funcional inicial mediante la carga conjunta de componentes antitumorales y osteogénicos dentro de un único portador. Algunos estudios dotan además a estos sistemas de capacidades auxiliares, como la monitorización de la temperatura y la eliminación de especies reactivas del oxígeno. No obstante, debido a la liberación y acción simultáneas de ambos componentes activos, este enfoque aún presenta limitaciones inherentes en la sinergia funcional: el microambiente hostil creado durante la terapia antitumoral (por ejemplo, hipertermia, ROS) puede inhibir la regeneración ósea, mientras que la reparación tisular iniciada prematuramente podría comprometer la erradicación completa del tumor.
La estrategia bifuncional mejorada antitumoral busca optimizar la eficacia terapéutica basándose en la integración de doble función. A través de un diseño de materiales sofisticado, este enfoque mejora la eficacia para eliminar el tumor a través de dos vías principales: optimizando las terapias unitarias (como la inhibición de las proteínas de choque térmico para mejorar la eficacia fototérmica, o la suplementación de sustratos para la terapia quimiodinámica), o construyendo sistemas de tratamiento sinérgicos multimodales (por ejemplo, la combinación quimio-fototérmica, la sinergia fototérmica-quimiodinámica). Estos avances permiten una eliminación más completa del tumor, creando así condiciones favorables para la posterior regeneración ósea.
La estrategia bifuncional regulada temporalmente, como una dirección de investigación más inteligente, se centra en resolver el conflicto temporal entre las funciones. Mediante el diseño de cinéticas de liberación diferenciales, la construcción de estructuras de núcleo-cáscara o la incorporación de mecanismos de respuesta a estímulos externos, esta estrategia logra un control preciso sobre la secuencia terapéutica de “eliminación completa del tumor primero, seguida de la activación de la regeneración ósea”. Esto desacopla eficazmente las dos funciones en las dimensiones temporal y espacial, maximizando en última instancia los beneficios terapéuticos.
Estos tres paradigmas estratégicos delinean claramente la trayectoria evolutiva del campo, desde la simple superposición funcional, hasta la mejora de la eficacia y, finalmente, el control de la inteligencia temporal.
Perspectivas futuras
Aunque los biomateriales bifuncionales demuestran un potencial significativo en el manejo postoperatorio del osteosarcoma, aún enfrentan desafíos como las discrepancias entre los modelos experimentales y la realidad clínica, la validación insuficiente de la seguridad a largo plazo y las complejidades en los procesos de producción a gran escala. El desarrollo futuro se centrará en diseños de materiales holísticos, personalizados e inteligentes, al tiempo que se establecen sistemas integrales de evaluación de seguridad y protocolos de producción estandarizados. Con el avance de la colaboración interdisciplinaria, se espera que estas soluciones innovadoras logren una transición exitosa a la práctica clínica, brindando en última instancia a los pacientes con osteosarcoma opciones de tratamiento integrales más seguras y eficaces.
Source:
Journal reference:
Dong, H., et al. (2025). Dual-Function Biomaterials for Postoperative Osteosarcoma: Tumor Suppression and Bone Regeneration. Research. doi: 10.34133/research.0978. https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0978
