La premisa parecía simple: tomar un elemento con aplicaciones prometedoras en la biomedicina e intentar mejorarlo. Los investigadores de esta historia llevan ya años experimentando con los usos terapéuticos del magnesio, que está siendo estudiado, por ejemplo, en implantes óseos, por la capacidad que tiene este material de degradarse en el interior del cuerpo. Ahora, se estudia en tratamientos contra el cáncer. Su idea era que, al trabajar el implante de magnesio con gases de argón, podrían mejorar la forma en la que se deteriora dentro de un organismo. Sin embargo, estaban parcialmente equivocados. Pero esa es una buena noticia.
“Lo que me gusta decir de este artículo es que los resultados negativos también son hallazgos valiosos”, dice la profesora Viviana Posada, del Departamento de Electrónica y Ciencias de la Computación de la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali. Ella es la autora principal de un artículo publicado en el Journal of Magnesium and Alloys, en el que se muestran sus conclusiones. La investigación la hizo ganadora en 2025 del Premio Bienal Javeriano en Investigación en la modalidad Contribución de Excelencia en Publicaciones Académicas.
Los hallazgos obtenidos tras meses de una ardua investigación —con esfuerzos de laboratorios de Pitești (Rumania), de Cali, Medellín y Bogotá (en Colombia); y de Illinois y Pensilvania (en Estados Unidos)— contradijeron su premisa, pero les abrió un nuevo camino hacia un posible uso menos explorado del magnesio en la biomedicina, con propuestas para tratar el cáncer.
El magnesio en la medicina
En el campo de la medicina hay entusiasmo respecto a los posibles usos del magnesio. Podría utilizarse como sustituto de un hueso en un implante o en reemplazos vasculares, pues, al degradarse en el interior del cuerpo, este elemento se transforma, puede ser excretado o absorbido, y no genera efectos nocivos. Uno de los mayores desafíos, sin embargo, es que el magnesio se degrada muy rápidamente, con lo cual, por ejemplo, en el caso de un implante, este podría desaparecer antes de que el hueso sane completamente.
Ese es precisamente el problema que la profesora Posada y sus colegas buscaban solucionar. “Nos parecía una buena idea usar el magnesio para conectar dos partes sanas del hueso, de forma que entre ellas se hiciera un puente para que así el hueso se sanara y, de esta manera, desapareciera el material”, recuerda la docente.
Pensaron entonces que la solución podría estar en dispararle a la estructura de magnesio los iones de argón, un gas ampliamente utilizado en la industria electrónica porque no es reactivo y que, en este caso, generaba una superficie nanoestructurada distinta a la del magnesio tomado por separado. Decidieron hacerlo con una técnica llamada nanosíntesis dirigida de plasma, que consiste en disparar nanopartículas a gran velocidad acompañadas de un compuesto, con el objetivo de alterarlas.
Investigación en red de tres países
Hasta este punto, entonces, se cuenta con un implante usado en medicina, que debe ser impactado con otro elemento para luego comprobar su eficacia. Transitar todo ese camino requiere el esfuerzo conjunto de múltiples disciplinas y capacidades que no se tienen en un solo laboratorio. De hecho, el equipo estuvo diseminado en al menos tres ciudades de Colombia, dos de Estados Unidos y una de Rumania.
En la Facultad de Medicina de la Pontificia Universidad Bolivariana, en Medellín, fabricaron los implantes de magnesio. Luego, el proceso de bombardearlos con argón se hizo tanto en la Universidad de Illinois como en la Universidad Estatal de Pensilvania, en Estados Unidos, donde Posada hizo una estancia posdoctoral y conoció a otros científicos que también investigaban los potenciales usos del magnesio. Uno de ellos fue Alexandru Marin, del Instituto de Investigación Nuclear Pitești, en Rumania, quien analizó la degradación del magnesio para verificar que la capa protectora permitiera, en efecto, una corrosión más controlada de la prótesis.
“Lo que hacemos Alexandru Marin y yo es que él analiza la química por XPS y yo la analizo con alguna otra técnica y comparamos para estar seguros en los resultados”, explica Posada. El XPS, o espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X, consiste en bombardear una muestra con rayos X para luego medir los electrones que va perdiendo. En este caso se utiliza porque es un método muy preciso para medir la oxidación y saber cómo se degrada la prótesis de magnesio modificada con argón. Así, al comparar este procedimiento con un análisis electroquímico, los investigadores pudieron comprobar que su capa protectora, en efecto, sí era efectiva.
La hipótesis de que esta capa protectora podría servir en prótesis ortopédicas, sin embargo, tenía que ser probada en animales, fase que estuvo a cargo de Tonny Naranjo, de la Corporación para Investigaciones Biológicas, en Antioquia. Al analizar cómo se comportó la aleación en el interior de cuerpos de ratas, comenzaron a observar que podrían estar equivocados. “Con microtomografía nos dimos cuenta de que no era tan buena idea porque alrededor del implante estaban creándose muchas burbujas de hidrógeno, y […] tener ese tipo de inflamación es una mala idea si estamos hablando de reparar huesos”, detalla Posada.
Una oportunidad contra el cáncer
Ahora bien, estos resultados también son esperanzadores. La razón es que ese tipo de burbujas de hidrógeno no son útiles en un tratamiento ortopédico, pero podrían serlo en tratamientos contra el cáncer. Allí se abrió una nueva línea de investigación para Posada, sus estudiantes y sus colegas: “En cáncer se ha demostrado que las burbujas de hidrógeno molecular activan ciertos caminos, como, por ejemplo, los encargados de la muerte controlada de las células, especialmente importantes para ciertos tipos de cáncer. Ahora estamos mirando técnicas de encapsulamiento del magnesio para llevarlo a lugares donde podamos liberar las burbujas de hidrógeno de forma controlada”.
Posada advierte que estas investigaciones aún están en fases iniciales, pero sus estudiantes ya han obtenido resultados positivos que están por publicarse. Al mismo tiempo, están buscando financiación que les permita acelerar este proceso de investigación colaborativa que promete demostrar cómo, a veces, estar equivocado también es positivo y abre nuevas posibilidades.
Para saber más:
TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Mechanistic switch in corrosion behavior of magnesium alloy diamond lattice structures induced by argon plasma treatment
INVESTIGADORA PRINCIPAL: Viviana Posada
COINVESTIGADORES: Alexandru Marin, Tonny Naranjo, Juan Ramírez, Patricia Fernández-Morales
Departamento de Electrónica y Ciencias de la Computación
Facultad de Ingeniería y Ciencias
Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2024-2025
