Nanotecnología en Ortopedia y Traumatología. Revisión del tema
Resumen
Introducción: La nanotecnología es la parte de la ciencia que estudia de forma individual, controlada y manipulada los átomos y moléculas de 1 a 100 nanómetros, esta modalidad es empleada en varias áreas entre ellas la salud.
Objetivo: Actualizar los conocimientos en relación al uso de la nanotecnología en la especialidad de Ortopedia y Traumatología.
Métodos: La búsqueda y análisis de la información se realizó en un periodo de tres meses (primero de marzo de 2025 al 31 de mayo de 2025) y se emplearon las siguientes palabras: nanotechnology, nanomecine, nanotechnology AND Orthopedics. A partir de la información obtenida se realizó una revisión bibliográfica de un total de 172 artículos publicados en las bases de datos PubMed, Hinari, SciELO y Medline mediante el gestor de búsqueda y administrador de referencias EndNote, de ellos se utilizaron 30 citas seleccionadas para realizar la revisión, de ellas 28 de los últimos cinco años.
Resultados: Se mencionan los componentes esenciales utilizados en la nanotecnología. Se describen las aplicaciones de esta modalidad en la columna vertebral, Oncología Ortopédica, en los materiales anticancerosos, artroplastia, cartílago articular, adherencias de los tendones, trastornos en la consolidación ósea, infecciones y el transporte de antimicrobianos.
Conclusiones: La nanotecnología ofrece una alternativa prometedora ante algunos de los problemas actuales de la especialidad. Sin embargo, los efectos a largo plazo en humanos son desconocidos, estudios preliminares reportan toxicidad en el cerebro y pulmón, inflamación sistémica y estrés oxidativo. Las investigaciones sobre este tema costarán billones de dólares y la producción en masa será muy difícil debido a la complejidad de estas estructuras.
Descargas
Citas
1. Sullivan MP, McHalc KJ, Parvizi J, Mehta S. Current concepts in Orthopaedic surgery and future directions. Bone Joint J [Internet]. 2014 [citado 29 May 2025];96(5):569-573. Disponible en: https://doi.org/10.1302/0301-620X.96B5.33606
2. Abaszadeh F, Ashoub MH, Khajouie G, Amiri M. Nanotechnology development in surgical applications: recent trends and developments. Eur J Med Res [Internet]. 2023 [citado 29 May 2025];28(1):537. Disponible en: https://doi.org/10.1186/s40001-023-01429-4
3. Chelly JE, Goel SK, Kearns J, Kopac O, Sadhasivam S. Nanotechnology for pain management. J Clin Med [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025];13(9):2611. Disponible en: https://doi.org/10.3390/jcm13092611
4. Han J, Dong H, Zhu T, Wei Q, Wang Y, Wang Y; et al. Biochemical hallmarks-targeting antineoplastic nanotherapeutics. Bioact Mater [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025]; 36:427-454. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.05.042
5. Li Z, Zhang W, Zhang Z, Gao H, Qin Y. Cancer bone metastases and nanotechnology-based treatment strategies. Expert Opin Drug Deliv [Internet]. 2022 [citado 29 May 2025];19(10):1217-1232. Disponible en: https://doi.org/10.1080/17425247.2022.2093856
6. Topsakal A, Ekren N, Kilic O, Oktar FN, Mahirogullari M, Ozkan O; et al. Synthesis and characterization of antibacterial drug loaded β-tricalcium phosphate powders for bone engineering applications. J Mater Sci Mater Med [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025];31(2):16. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s10856-019-6356-1
7. Chen L, Zhou C, Jiang C, Huang X, Liu Z, Zhang H; et al. Translation of nanotechnology-based implants for orthopedic applications: current barriers and future perspective. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 2023 [citado 29 May 2025];11:1206806. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1206806
8. Jeong GJ, Castels H, Kang I, Aliya B, Jang YC. Nanomaterial for skeletal muscle regeneration. Tissue Eng Regen Med [Internet]. 2022 [citado 29 May 2025];19(2):253-261. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s13770-022-00446-4
9. Güven E. Nanotechnology-based drug delivery systems in Orthopedics. Jt Dis Relat Surg [Internet]. 2021 [citado 29 May 2025];32(1):267-273. Disponible en: https://doi.org/10.5606/ehc.2021.80360
10. Lawson TB, Mäkelä JTA, Klein T, Snyder BD, Grinstaff MW. Nanotechnology and osteoarthritis; part 1: Clinical landscape and opportunities for advanced diagnostics. J Orthop Res [Internet]. 2021 [citado 29 May 2025];39(3):465-472. Disponible en: https://doi.org/10.1002/jor.24817
11. Jaimes S, González A, Granados C, Alvarez D, Espitia E. Nanotecnología: avances y expectativas en cirugía. Rev Colomb Cir [Internet]. 2012 [citado 29 May 2025];27:158-166. Disponible en: https://www.revistacirugia.org/index.php/cirugia/article/view/210
12. Deng Y, Zhou C, Fu L, Huang X, Liu Z, Zhao J ; et al. A mini-review on the emerging role of nanotechnology in revolutionizing orthopedic surgery: challenges and the road ahead. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 2023 [citado 29 May 2025];11:1191509. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1191509
13. Kumar S, Nehra M, Kedia D, Dilbaghi N, Tankeshwar K, Kim KH. Nanotechnology-based biomaterials for orthopaedic applications: Recent advances and future prospects. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025 ];106:110154. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110154
14. Yin P, Liang W, Han B, Yang Y, Sun D, Qu X; et al. Hydrogel and nanomedicine-based multimodal therapeutic strategies for spinal cord injury. Small Methods [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025];8(1): e2301173. Disponible en: https://doi.org/10.1002/smtd.202301173
15. Hao X, Jiang B, Wu J, Xiang D, Xiong Z, Li C; et al. Nanomaterials for bone metastasis. J Control Release [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025]; 373:640-651. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.07.067
16. Frączek W, Kotela A, Kotela I, Grodzik M. Nanostructures in Orthopedics: advancing diagnostics, targeted therapies, and tissue regeneration. Materials (Basel) [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025];17(24):6162. Disponible en: https://doi.org/10.3390/ma17246162
17. Wang SY, Hu HZ, Qing XC, Zhang ZC, Shao ZW. Recent advances of drug delivery nanocarriers in osteosarcoma treatment. J Cancer [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025];11(1):69-82. Disponible en: https://doi.org/10.7150/jca.36588
18. Lin C, Huang X, Xue Y, Jiang S, Chen C, Liu Y; et al. Advances in medical devices using nanomaterials and nanotechnology: Innovation and regulatory science. Bioact Mater 2025 [citado 29 May 2025]; 48:353-369. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2025.02.017
19. Jha G, Malasani S, Barakat A, Sola SC, Gera K, Gupta G. Innovative nanotechnological approaches in trauma and orthopaedic surgery: a comprehensive review. Cureus [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025];16(11):e72838. Disponible en: https://doi.org/10.7759/cureus.72838
20. Chen MQ. Recent advances and perspective of nanotechnology-based implants for orthopedic applications. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 2022 [citado 29 May 2025];10:878257. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.878257
21. Liang W, Zhou C, Bai J, Zhang H, Long H, Jiang B; et al. Current developments and future perspectives of nanotechnology in orthopedic implants: an updated review. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 2024 [citado 29 May 2025]; 12:1342340. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fbioe.2024.1342340
22. Han Y, Cao L, Li G, Zhou F, Bai L, Su J. Harnessing nucleic acids nanotechnology for bone/cartilage regeneration. Small [Internet]. 2023 [citado 29 May 2025];19(37):e2301996. Disponible en: https://doi.org/10.1002/smll.202301996
23. Lawson TB, Mäkelä JTA, Klein T, Snyder BD, Grinstaff MW. Nanotechnology and osteoarthritis. Part 2: Opportunities for advanced devices and therapeutics. J Orthop Res [Internet]. 2021 Mar [citado 29 May 2025];39(3):473-484. Disponible en: https://doi.org/10.1002/jor.24842
24. Xiao L, Cui J, Sun Z, Liu Y, Zheng J, Dong Y. Therapeutic potential of nanotechnology-based approaches in osteoarthritis. Front Pharmacol [Internet]. 2022 [citado 29 May 2025]; 13:920824. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fphar.2022.920824
25. Jahanmard F, Baghban Eslaminejad M, Amani-Tehran M, Zarei F, Rezaei N, Croes M; et al. Incorporation of F-MWCNTs into electrospun nanofibers regulates osteogenesis
through stiffness and nanotopography. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025]; 106:110163. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110163
26. Ruan WJ, Xu SS, Xu DH, Li ZP. Orthopedic revolution: The emerging role of nanotechnology. World J Orthop. 2024 [citado 29 May 2025];15(10):932-938. Disponible en: https://doi.org/10.5312/wjo.v15.i10.932
27. Lyons JG, Plantz MA, Hsu WK, Hsu EL, Minardi S. Nanostructured biomaterials for bone regeneration. Front Bioeng Biotechnol [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025]; 8:922. Disponible en: https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00922
28. Yang J, Shang J, Yang L, Wei D, Wang X, Deng Q; et al. Nanotechnology-based drug delivery systems for honokiol: enhancing therapeutic potential and overcoming limitations. Int J Nanomedicine [Internet]. 2023 [citado 29 May 2025]; 18:6639-6665. Disponible en: https://doi.org/10.2147/IJN.S431409
29. Zare EN, Jamaledin R, Naserzadeh P, Afjeh-Dana E, Ashtari B, Hosseinzadeh M; et al. Metal-based nanostructures/PLGA nanocomposites: antimicrobial activity, cytotoxicity, and their biomedical applications. ACS Appl Mater Interfaces [Internet]. 2020[citado 29 May 2025];12(3):3279-3300. Disponible en: https://doi.org/10.1021/acsami.9b19435
30. Cancela Vila N. Nanotecnología aplicada a la transportación de antibióticos en Ortopedia y Traumatología. Acta Ortop Mex [Internet]. 2020 [citado 29 May 2025];34(3):249-253. Disponible en: https://dx.doi.org/10.35366/97560
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 1970 Alejandro Alvarez López
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
La Revista Archivo Medico Camagüey, ofrece de forma inmediata después de ser indexada en el Proyecto SciELO; acceso abierto al texto completo de los artículos bajo el principio de hacer disponible y gratuita la investigación para favorecer el intercambio del conocimiento global y coadyuvar a una mayor extensión, publicación, evaluación y uso extensivo de los artículos que se exponen pudiendo ser utilizados, sin fines comerciales, siempre y cuando se haga referencia a la fuente primaria.
Carta De Declaración De Autoría u Derechos De Autor(a)
Conflictos de intereses: los autores deberán declarar de forma obligatoria la presencia o no de conflictos de intereses en relación con la investigación presentada. (Descargar Plantilla para declarar confictos de intereses)
La Revista Archivo Médico Camagüey se encuentra bajo una
Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 International (CC BY NC 4.0).
Esta licencia permite a otros distribuir, mezclar, ajustar y construir a partir de su obra, incluso con fines comerciales, siempre que le sea reconocida la autoría de la creación original. Esta es la licencia más servicial de las ofrecidas. Recomendada para una máxima difusión y utilización de los materiales sujetos a la licencia. La licencia completa puede consultarse en: https://creativecommons.org/licenses/
