Effects of different external fields on collagen piezoelectricity and bone tissue mineralization

Abstract

El sistema óseo está formado por órganos llamados huesos que cumplen múltiples funciones. Estas incluyen servir como soporte para los otros órganos del cuerpo y permitir el movimiento. Al ser órganos complejos, comprender cada uno de sus procesos para mejorarlos mediante técnicas innovadoras ha sido objeto de estudio durante décadas. El hueso consta de tejido óseo formado por células que componen el 2% y matriz extracelular, que constituye el 98%. La interacción entre las células y la matriz forma la base para la remodelación ósea. Este proceso ocurre constantemente donde ocurren las microfracturas, las cuales, a su vez, producen pequeñas cargas eléctricas endógenas que activan las funciones de los osteoblastos y osteoclastos mediante la segregación de hormonas y factores de crecimiento. Cuando este proceso está en equilibrio, el resultado es nuevo tejido óseo; sin embargo, una descompensación en el proceso provoca debilitamiento y reducción de la masa ósea. La matriz extracelular está constituida por la parte orgánica, mayoritariamente formada por colágeno, una proteína cuaternaria que se le atribuye la característica de la piezoelectricidad gracias a su disposición en forma de bandas estriadas; y la parte inorgánica que mineraliza el colágeno a través de cristales de hidroxiapatita. Esta combinación le da al hueso flexibilidad y resistencia para poder cumplir con sus funciones. La piezoelectricidad del hueso causada por corrientes eléctricas endógenas es responsable de la remodelación ósea; por lo tanto, siguiendo este principio, la remodelación puede inducirse a través de campos externos.La presente revisión literaria expone las estructuras, características y procesos del hueso y el tejido óseo y los efectos de los campos mecánicos, eléctricos y magnéticos externos sobre la remineralización del tejido óseo y la piezoelectricidad del colágeno.