Los materiales soporte denominados biomateriales, matrices, armazones, andamiajes tisulares o scaffold son uno de los elementos básicos para la fabricación de nuevos tejidos artificiales. El biomaterial sirve de soporte para las interacciones celulares y para la formación de matriz extracelular (ECM). Entre los distintos tipos de materiales que se emplean naturales o sintéticos, las cerámicas bioactivas con base de sílice en el sistema ternario SiO2-CaO-P2O5 han mostrado excelente propiedades para su aplicación en cirugía ortopédica reparadora y regeneradora. Por otra parte el desarrollo de nuevas rutas de síntesis que combinan la química sol-gel y el autoensamblado de moléculas (polímeros) directoras o formadoras de estructura ofrece grandes posibilidades para la síntesis de de nuevos materiales bioactivos organizados a escala nanométrica con alta superficie y reactividades mejoradas. Trabajo previo de la IP de esta solicitud ha resultado en la síntesis de un nuevo biomaterial nanocomposite (HA-SBA-15) biocompatible constituido por nanopartículas de hidroxiapatito de calcio en asociación con la matriz de sílice mesoestructurada. Además de la biocompatibilidad, la alta superficie y la distribución de poros con un tamaño homogéneo hacen que este material sea un candidato muy interesante para su utilización como matriz para la adsorción de moléculas terapéuticas, medicamentos o factores de crecimiento que requieran su liberación de forma controlada. Las proteínas morfogenéticas de hueso (BMPs) han sido utilizadas ampliamente debido a sus propiedades osteoinductoras. Las proteínas recombinantes BMP-2 y BMP-7 han sido aprobadas por la FDA para su uso en cirugía ortopédica, sin embargo, el uso de estos factores de crecimiento no está muy extendido debido al alto costo de estos tratamientos y al miedo a posibles efectos secundarios como consecuencia de su utilización en altas concentraciones sin un sistema de liberación adecuado. Por otra parte resultados recientes del equipo coordinador de esta solicitud (subproyecto 2) ha producido y patentado una proteína recombinante BMP (rh-BMP-2) con un dominio de unión al colágeno tipo I (CBD). Esta proteína de fusión ha mostrado ventajas respecto a la proteína nativa BMP-2 y su uso combinado con colágeno puede representar una alternativa terapéutica mejor y más segura en la reparación del tejido óseo. En este subproyecto se propone el estudio de nuevas rutas de síntesis para producir un material nano-organizado (HA-SBA-15) con variaciones en los parámetros texturales y las nanopartículas de HA con el objetivo de optimizar las propiedades de adsorción y posterior liberación de la proteína rhBMP-2 con afinidad por colágeno. Un objetivo paralelo será determinar las variables y condiciones experimentales adecuadas para incorporar la proteína rhBMP-2-CBD al material nano-organizado. El estudio analizará la cantidad de biomolécula, la cinética de desorción y su integridad. Una segunda tarea de esta propuesta es la consolidación del material particulado nano-organizado en piezas tridimensionales híbridas de material cerámico-colágeno biocompatibles, macroporosas y con una estabilidad mecánica mínima que permita su utilización en los experimentos in vivo que se proponen llevar a cabo como parte de las tareas del Subproyecto 2. Se ensayaran métodos para obtener piezas tridimensionales que conserven sus características nanoestructuradas. Se abordará la integración del material sin funcionalizar y funcionalizado con rhBMP-2-CBD.