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intro

El laboratorio “Reconocimiento Célula-Biomaterial” investiga la interacción que se establece entre las células y los biomateriales para su aplicación en situaciones en las que se requiere la reparación del hueso. Los biomateriales que están en estudio incluyen materiales metálicos, como son las aleaciones de cobalto-cromo con alto contenido en carbono y materiales biodegradables de base magnesio, y materiales cerámicos como las hidroxiapatitas.

Mediante distintos ensayos celulares y moleculares se pretende entender la respuesta biológica que se produce cuando la célula interacciona con el material, con el objetivo final de seleccionar materiales que sean biocompatibles y que a la vez produzcan los mínimos efectos adversos. Las partículas e iones metálicos que se producen como consecuencia del desgaste del material implantado causan unas de las complicaciones más importantes: la osteolisis y la resorción del hueso. De esta forma como consecuencia de la degradación progresiva del material metálico, en forma de partículas e iones, se produce finalmente el aflojamiento de la prótesis implantada lo que resulta un grave inconveniente para la salud del paciente que requiere en muchos casos una segunda intervención quirúrgica que origina un considerable aumento del coste económico que además afecta de forma directa a la sostenibilidad del sistema público de salud. 

Nuestros estudios esperan contribuir a la mejora de los implantes para reparación ósea esencialmente desde tres aproximaciones diferentes: a) mediante la formación de superficies modificadas sobre aleaciones de cobalto-cromo con alto contenido en carbono para mejorar la lubricación del material y de esta forma conseguir minimizar el desgaste del material y la formación de productos derivados de éste; b) mediante el uso de materiales de base magnesio modificados en los que la velocidad de biodegradación del material esté sincronizada con el tiempo que necesita el tejido óseo para su reparación y c) mediante hidroxiapatitas funcionalizadas con proteínas que favorecen la actividad de otros péptidos que estimulan el crecimiento del hueso. 

Imágenes de Cryosem de cultivos 3D de osteoblastos MC3T3-E1 en scaffolds CellCeram. Panel A: scaffold; Panel B: scaffold incubado con partículas de CoCr (fecha negra); Panel C: osteoblastos MC3T3-E1 cultivados en scaffolds en presencia de 0,5 mg/ml de partículas de CoCr. Se observan los filopodios de las células sobre la superficie del scaffold; Panel D: detalle de los osteoblastos cultivados en los scaffolds en presencia de 0,5 mg/ml de partículas de CoCr.
Imágenes de Cryosem de cultivos 3D de osteoblastos MC3T3-E1 en scaffolds CellCeram. Panel A: scaffold; Panel B: scaffold incubado con partículas de CoCr (fecha negra); Panel C: osteoblastos MC3T3-E1 cultivados en scaffolds en presencia de 0,5 mg/ml de partículas de CoCr. Se observan los filopodios de las células sobre la superficie del scaffold; Panel D: detalle de los osteoblastos cultivados en los scaffolds en presencia de 0,5 mg/ml de partículas de CoCr.

 

 

 

 

Miembros

Personal Científico
Rosa María Lozano Puerto
Visitantes
Natalia Soledad Fagali
Team Lab Cell-Biomaterial Recognition
 

M.L. Escudero, I. Llorente, B.T. Pérez-Maceda, S. San José-Pinilla, L. Sánchez-López, R.M. Lozano, S. Aguado-Henche, C. Clemente de Arriba, M.A. Alobera-Gracia, M.C. García-Alonso  [2020]. “Electrochemically reduced graphene oxide on CoCr biomedical alloy: Characterization, macrophage biocompatibility and hemocompatibility in rats with graphene and graphene oxide”Materials Science & Engineering C 109 (2020) 110522

Natalia S. Fagali, Marcos A. Madrid, Blanca T. Pérez Maceda, María E. López Fernández, Rosa M. Lozano Puerto, Mónica Fernández Lorenzo de Mele  [2020]. “Effect of degradation products of iron-bioresorbable implants on the physiological behavior of macrophages in vitro”. Metallomics (2020) DOI: 10.1039/D0MT00151A

Pérez-Maceda, Blanca; López-Fernández, María Encarnación; Diaz, Ivan; Kavanaugh, Aaron; Billi, Fabrizio; Escudero, María; Garcia-Alonso, María Cristina; Lozano, Rosa M.  [2018]. " Macrophage biocompatibility of CoCr wear particles produced under polarization in hyaluronic acid aqueous solution”. Materials 11, 756, (2018). doi:10.3390/ma11050756

BT Pérez-Maceda, ME López-Fernández, I. Díaz, A. Kavanaugh, F. Billi, ML Escudero, MC García-Alonso, RM Lozano  [2017]. Osteoblasts MC3T3-E1 Response in 2D and 3D Cell Cultures Models to High Carbon Content CoCr Alloy Particles. Effect of Metallic Particles on Vimentin Expression. J. Mat. Sci. Res. 6: 41-55.

Lozano RM*, Pérez-Maceda BT, Carboneras M, Onofre-Bustamante E, García-Alonso MC, Escudero ML  [2013]. Response of MC3T3-E1 osteoblasts, L929 fibroblasts and J774 macrophages to fluoride surface-modified AZ31 magnesium alloy. Journal of Biomedical Materials Research: Part A. 101: 2753-2762.

Alvarez F., Lozano Puerto R.M., Pérez-Maceda B., Grillo C.A., and Fernández Lorenzo de Mele M.  [2016]. Time-Lapse Evaluation of Interactions Between Biodegradable Mg Particles and Cells. Microsc. Microanal. 22, 1–12.

Alvarez F, Lozano Puerto RM, Pérez-Maceda BT, Grillo CA, Fernández Lorenzo MA.  [2014]. Multidimensional microscopy: A suitable technique to follow in vivo the interaction between biodegradable biomaterials and cells. In “Microscopy: advances in scientific research and education”. Microscopy book nº 6 Vol.1. 523-529

Carboneras, M., Pérez-Maceda, B-T, del Valle, J.A., García-Alonso, M.C., Lozano, R.M. and Escudero, M.L.  [2011]. In vitro performance of magnesium processed by different routes for bone regeneration applications. Materials Letters 65, 3020-3023.

Bodelón O.G., Iglesias C., Díaz I., Clemente C., Pérez-Maceda B.T., Lozano R.M., Hernández L.S., García-Alonso M.C. and Escudero M.L.  [2015]. Biomateriales metálicos biodegradables en la reducción de fracturas. Acta Científica y Tecnológica. 25, 15-21

Carboneras, M., Iglesias, C., Pérez-Maceda, B.T., del Valle, J.A., García-Alonso, M.C., Alobera, M.A., Clemente, C., Rubio, J.C., Escudero, M.L. and Lozano, R.M.  [2011]. Corrosion behaviour and in vitro/in vivo biocompatibility of surface-modified AZ31 alloy. Rev. Metal. 47, 212-223.

Matesanz, M.C., Feito, M-J., Ramírez-Santillán, C., Lozano, R.M., Sánchez-Salcedo, S., Arcos, D., Vallet-Regí, M. and Portolés, M.T.  [2012]. Signaling pathways of immobilized FGF-2 on silicon substituted hydroxyapatite. Macromol Biosci. 12(4):446-453. doi: 10.1002/mabi.201100456. Epub 2012 Mar 2.

 

Fondos

Estudio in vitro e in vivo de la interacción célula-nueva superficies de biomateriales metálicos de base magnesio. MICINN MAT2008-06719-C03-02/MAT.

Soportes Biocerámicos para Ingeniería Tisular. CAM S2009/MAT1472. Participación como Grupo Asociado al Grupo de la Dra. María Teresa Portolés Pérez (Dpto. Bioquímica. Facultad Químicas. Universidad Complutense Madrid)

Biocompatibilidad celular de los productos metálicos de desgaste originados durante el proceso sinérgico de desgaste-corrosión de una aleación CoCr en el par metal-metal. MICINN MAT2011-29152-C02-02

Biocompatibilidad y respuesta inflamatoria implicada en la osteolisis periprotésica de materiales metálicos con lubricantes sólidos grafíticos. Ministerio de Economía y Competitividad. MAT2015-67750-C3-2-R. 

Interacción macrófagos-osteoblastos-condrocitos en la interfaz CoCr funcionalizado con óxido de grafeno reducido para optimización de prótesis articulares: efecto del desgaste. RTI2018-101506-B-C33

 

Más información

Patentes:

Buchanan, B. B., Lozano, R. M., Yee, B. C., Kobrehel, K., Frick, O. L. y Ermel, R. W.Neutralization of food allergens by thioredoxin. WO9612799 (2/5/1996); US5792506 (11/8/1998); US6190723 (20/2/2001)

 

Buchanan, B. B., del Val, G., Lozano, R. M., Jiao, J., Wong, J.H. and Yee, B.C. Increasing the digestibility of food proteins by thioredoxin reduction.WO9920122 (29/4/1999); US5952034 (14/9/1999); US6838113 (4/1/2005)

 

Buchanan, B.B., del Val, G., Lozano, R.M., Wong, J.H., Yee, B.C and Frick, O.L. Alleviation of the allergenic potential of airborne and contact allergens by thioredoxin. WO0044781 (3/8/2000); US7,074,900 (11/07/2006)

 

Buchanan, B.B., Yee, B.C, Kobrehel, K., Lozano, R.M, Wong, J.H., Jiao, J and Sungho, S. Use of thiol redox proteins for reducing protein intramolecular disulfide bonds, for improving the quality of cereal products, dough and baked goods and for inactivating snake, bee and scorpion toxins.US6113951 (5/9/2000); US6114504 (5/9/2000); US6600021 (29/7/2003); US2003215542 (20/11/2003); EPO0863154 (9/9/1998)

 

Giménez Gallego, G., Valverde López, S, Lozano Puerto, R.M. and Cuevas, P. Pharmaceutical compositions containing sulphonic acid derivatives. WO2004078704. Nº Patente OEPM: 2214968 (26/10/2005). Transferida al laboratorio farmacéutico ITALFARMACO S.A.

 

Cuevas Sánchez , P., Romero Garrido, A., Giménez-Gallego, G. Valverde López, S. and Lozano Puerto, R.M. Methods of use for 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid compounds for the treatment of cancer, rosacea and psoriasis. WO2005/077352. US patent application: 11/506,489 (16/08/2006). Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Valverde López, S., Romero Garrido, A. and Lozano Puerto, R.M. Use of 2,5-dihydroxybenzene derivatives for treating actinic keratosis. WO2008/020025 (21-02-2008) PCT/EP2007/058438. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Valverde López, S., Romero Garrido, A. and Lozano Puerto, R.M. 2,5-dihydroxybenzene derivatives for the treatment dermatitis. WO2008/020026 (21-02-2008 )PCT/EP2007/058439. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman I., Angulo Frutos, J., Valverde López, S., Romero Garrido, A. and Lozano Puerto, R.M. 2,5-dihydroxybenzene compounds for the treatment of rosacea. WO2008/020028 (21-02-2008) PCT/EP2007/058441. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman I., Angulo Frutos, J., Valverde López, S., Romero Garrido, A. and Lozano Puerto, R.M. 2,5-dihydroxybenzene compounds for the treatment of psoriasis.WO2008/020030 (21-02-2008) PCT/EP2007/058443. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. Use of 2,5-dihydroxybenzene derivatives for the treatment of angiogenic diseases. WO2008/020031 (21-02-2008) PCT/EP2007/058444. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. Use of 2,5-dihydroxybenzene derivatives for the treatment of ocular diseases. WO2008/020032 (21-02-2008) PCT/EP2007/058445. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. Use of 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid derivatives for the treatment of arthritis and pain. WO2008/020033 (21-02-2008) PCT/EP2007/058446. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. Use of 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid compounds for treatment of hemangiomas or hemangioblastomas. WO2008/020034 (21-02-2008) PCT/EP2007/058447. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A., Valverde López, S. and García Gómez, I. Use of 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid compounds for treating obesity, hirsutism, hypertricosis and viral warts. WO2008/020037(21-02-2008)PCT/EP2007/058451.Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid compounds for treating cancers and hematological dyscrasias.WO2008/020039(21-02-2008)PCT/EP2007/058453. Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid derivatives for the treatment of fibrosis. WO2008/020040(21-02-2008)PCT/EP2007/058454.Transferida a ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman I., Angulo Frutos, J., Valverde López, S., Romero Garrido, A. and Lozano Puerto, R.M. 2,5-dihydroxybenzene compounds for the treatment of skin cancer. Patent Number: 8101660. 24 Enero 2012. WO patent application: 2008/020027 Pub. Date:21-02-2008 PCT/EP2007/058440. Transferida a Amderma Pharmaceuticals LLC (Bridgewater, NJ, USA) Antes ACTION MEDICINES, S.L.

 

Cuevas Sánchez , P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada Gorman, I., Angulo Frutos, J.,Moreno Nuncio, F.J., Rivas López, L.I. Fernández Jaen, T.F., Lozano Puerto, R.M, Romero Garrido, A and Valverde López, S. Use of 2,5-dihydroxybenzene sulfonic acid derivatives for tissue reactive diseases. Patent Number: EP2056805 B1. Fecha patente: 25/5/2011. WO patent application: 2008/020042.Pub.Date:21-02-2008 PCT/EP2007/058456. Transferida a Amderma Pharmaceuticals LLC (Bridgewater, NJ, USA) Antes ACTION MEDICINES, S.L.