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Introduccin
La odontologa al paso de losaos ha buscado no solo
larehabilitacin del pacientefuncionalmente sino
estticamente,mejorando as los materiales paraque estos a su vez se
volviesen msestticos y duraderos al paso de losaos.
Qu pasara si le dijeran a usted:Podemos devolver la estructura
de
su diente perdido por una fractura ocaries dental sin necesidad
dedesgastar su diente?
Esto resulta a primera vista algoirreal, que solo se ve en
ficcin.Actualmente ya hay evidencias quedemuestran que esto ya no
es unafantasa sino una realidad, quellevar a la odontologa a otro
nivel.
Qu rea estudia estosavances?, Cmo funciona este
procedimiento?, Se puede construirtodo un diente completo?, hay
tantaspreguntas y la explicacin suele sermuy amplia.
La respuesta que simplificatodas las preguntas
hechasanteriormente es la bioingeniera.
La bioingeniera es una disciplinaque no solo se aplica a la
odontologa,sino sus inicios fueron en la medicina.Tiene como
principal fin regenerar
tejidos y rganos para devolver unafuncin daada o prdida
delpaciente para su rehabilitacin.
Esta revisin quiere dar aconocer qu es la bioingeniera ennuestro
campo de desenvolvimientoque es la odontologa, los avancesque ha
tenido a travs de los aos yqu repercusin tiene en susdiferentes
reas en especial enodontologa restauradora.
Resea histrica de la
bioingeniera
Los investigadores del rea debiologa y medicina se dieron
cuentaque el tiempo de trabajo se reducacon los adelantos
electrnicos perose necesitaba un nuevo tipo depe rsonal que una
estosconocimientos y que los puedaaplicar de manera conjunta, de
estamanera surgieron los bioingenieros(1).
El profesor Alemn Heinz Wolff
en el ao 1954 le dio el nombre a labioingeniera (2) pero al
inicio nohaba la carrera de bioingeniera sinoque los primeros
bioingenieros de lapoca fueron con frecuenciamdicos que se
dedicaban a laingeniera como entrenamiento oporque tenan talento
para ello (1).
La Ingeniera Biomdica seconoci al principio comoElectrnica
Mdica, y a la asociacin
que los reune se conoci como"International Federation of
MedicalElectronics" (Federacin
Internacional de Electrnica Mdica)hasta 1965, fecha en que se
cambipor un ttulo ms adecuado de: "TheInternational Federation of
Medicaland Biological Engineering"(Federacin Internacional
deIngeniera Mdica y Biolgica) (1).
Definiciones de bioingeniera
Es una ciencia creada por launin de la ingeniera con la
biologa
molecular que se emplea pararesolver problemas en el campo dela
salud (1,3,4).
Clulas madre
La historia de las clulas madrese inicia en la dcada de los
80,cuando un grupo de investigadoreslograron obtener un
cultivoprocedente de embriones de ratones.En 1988, los cientficos
de la
Universidad de Wisconsinconsiguieron clulas madreembrionarias
humanas. Desde elao 1989 se utilizan las clulas madredel cordn
umbilical para ms de 75enfermedades malignas y nomalignas (5).
Las clulas madre adultas seencuentran en los diferentes
rganosdel cuerpo y su misin es repararlos posibles daos sufridos
por ste.
(Fig.1) Las investigacines conclulas madres estn ms enfocadasa
desarrollar tratamientos para
Daniella Ins Cspedes Martnez1
Guido Perona Miguel de Priego2
1Cirujano - Dentista.2Docente del Departamento Acadmico
deEstomatologa del Nio y el Adolescente. Facultad de
Estomatologa. Universidad Peruana Cayetano
Heredia.
Correspondencia
Daniella Ins Cspedes MartnezTelfono: 996502308
e-mail: [email protected]
Recibido :2 de octubre de 2009
Aceptado :15 de enero de 2010
Futuro de la odontologa restauradoraCspedes-Martnez DI,
Perona-Miguel de Priego G. Futuro de la odontologa restauradora.
RevEstomatol Herediana. 2010; 20(1):44-49.
RESUMENLa odontologa en general viene teniendo cambios en la
tecnologa, materiales y tcnica, elpropsito de esta revisin es
presentar los cambios que se presentan actualmente en la
odontologarestauradora con los conceptos de la aplicacin de la
bioingeniera.
Palabras clave: OPERATORIA DENTAL / MATERIALES DENTALES /
INGENIERABIOMDICA / CLULAS MADRE.
Future of restorative dentistryABSTRACTDentistry in general is
having changes in technology, materials and technique, the purpose
ofthis review is to present the changes that have been made in
restorative dentistry, with theapplication of bioengineering.
Key words: OPERATIVE DENTISTRY / DENTAL MATERIALS /
BIOMEDICALENGINEERING / STEM CELLS.
Artculo de Revisin
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Cspedes-Martnez DI, Perona-Miguel de Priego G.
enfermedades como: Alzheimer,parkinson, diabetes ,
problemascardiovasculares, esclerosis mltiple,desrdenes neurolgicos
(5).
Definiciones de clulas madre
Son clulas que tienen lacapacidad de dividirseindefinidamente,
dotadassimultneamente de la capacidad deautorrenovacin (es decir,
producirms clulas madre) y de originarclulas hijas que se
convertirnfinalmente por diferenciacin en
tipos celulares especializados. Estetipo de clulas pueden
hallarse en elembrin o en tejidos adultos (3,6-10).
Podemos concluir que las clulasmadres son clulas que tienen
lacapacidad de dividirse en otrasclulas (clulas hijas) y estas
poseenla capacidad de mantener, regenerary reconstruir tejido.
Tipos de clulas madre
Clulas madre embrionarias.Clulas que encuentran en el estadiobl
as toci to (7 -14 d as de lafecundacin), originadas porfecundacin
in vitro y blastocitosoriginados por clonacin. Tienen lacapacidad
de generar cualquier tipode clulas o tejido del cuerpohumano; adems
admiten genes deotra procedencia, posibilidad deinters para la
terapia gnica (8,9).
Clulas madre adultas. Derivande las divisiones de las
clulasmadre embrionarias y son capacesde generar clulas especificas
para
un tejido u rgano del embrin o enadultos. Se pueden obtener de
lasangre del cordn umbilical y detejidos adultos en algunos de
loscuales (mdula sea, intestinodelgado, tejido graso, epitelios,
etc.),se dividen ms lentamente que lasembrionarias (8,9).
Fuentes de clulas madre
Actualmente las fuentes declulas madres son:
Carcinomaembrionario, medula sea, sangreperifrica, blastmeros, masa
celular
interna, cresta germinal interna, pulpadentaria, sangre del
cordn umbilical,piel y retina (6,11).
Uso de clulas madre en
odontologa
Desde la antigedad el hombreha tratado de hacer frente a
losproblemas dentales, adaptando ycreando materiales que le
devuelvanla funcionalidad y esttica perdida
por la ausencia de piezas dentarias.No obstante ahora en el
mercadopodemos encontrar infinidad demateriales para lograr
estepropsito.
Si nos dieran dos opciones:Restaurar nuestros dientes con
elmismo material del que fueronhechos o restaurar nuestros
dientescon un material que se asemejamucho.
Seguramente elegiramos laprimera opcin, a quien no le gustaraque
le restauraran su diente con unalesin de caries dental, fractura,
etc.,con el mismo material natural deeste y que no necesite
cambiarlo.Hoy en da hay estudios que hancomprobado que
podemosreconstruir un diente y sus partes,no perfectamente en su
aparienciapero en sus pa rtes in te rnas ya
definidas, esto significa que en unfuturo no lejano podremos
tenerdientes en las partes edntulas de la
boca sin necesidad de el uso deprtesis removible, prtesis
fijas,implantes (12,13).
Si tratamos un diente con unalesin amplia de caries
dentalpodremos reconstruirlo sin necesitaddel uso de
restauracionescompuestas, incrustaciones decermero, incrustaciones
decermica o si esta lesin est muyprofunda y compromete la
pulpadental ya no habr necesidad dehacer un tratamiento pulpar, el
usode un espigo intracanal y una corona
(14).
En la denticin decidua o
permanente se encuentran
clulas madre?
Las clulas madre de la pulpadental de los dientes deciduos
ydientes permanentes as como en elligamento periodontal son
msproliferativos que las clulas madrede la mdula sea (15).
El Dr. Songtao Shi, de la EscuelaOdontolgica en la Universidad
delSur de California (EEUU), ha creadosuficiente raz y estructura
deligamentos para apoyar larestauracin de la corona en sumodelo
animal (16).
La restauracin resultante deldiente se asemej grandemente
aldiente original en su funcionalidad yfortaleza. La tcnica se basa
en las
clulas madres obtenidas de lapapila apical de la raz, que
esresponsable del desarrollo de la razde los dientes y de los
ligamentosperiodontales (16).
Estudios previos conducidos porShi y su colaborador Stan
Gronthosde los Institutos Nacionales de Salud(NIH), haban empleados
clulasmadre de la pulpa dental. Shiencuentra esta nueva tcnica
superior (16).Los trabajos publicadosdemuestran que los tejidos
presentesFig. 1. Clula Madre.
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en la pulpa de los dientes temporalesy permanentes pueden ser
usadospa ra genera r de nt ina y huesoalveolar, mientras que los
presentesen el diente en el estadio de brotepueden se r usados en
labioi ngen ie ra, pa ra re crea r latotalidad de la corona
dentalformada por esmalte, dentina y tejidopulpar y todo esto con
una correctaanatoma (9).
Segn Sloan et al.(15) laidentificacin y aislamiento de
unapoblacin progenitora odontognica
en la pulpa dental adulta se reportprimero por Gronthos et al.,
en el ao2000. Estos autores describieron laidentificacin de las
clulas madrepulpares por virtud a sus habilidadesclonognicas, tasas
proliferativasrpidas y capacidad de formartejidos mineralizados
ambos in vivoe in vitro.
Creacin de pulpa dental
Dnde se encuentran las clulasmadre en la pulpa dental?
Segn Bluteau et al. (17) refierenque en el ao 2008 se
encontrarondos sitios diversos de clulas madressugeridos: pulpa
propiamente dicha(Harada et al. en el ao 1999,Mitsiadis et al. en
el ao 2007) yzona rica en clulas (Shi y Gronthos,en el ao
2003).
Segn Sloan et al.(15) refieren
que en el ao 2009 se encontraronen las siguientes capas: zona
pobreen clulas (Zona basal de Weil),zona rica en clulas,
pulpapropiamente dicha (Fig.2).
Cmo se crea la pulpa dental?Se utilizan clulas madre de la
pulpa dental adulta o clulas madrede dientes deciduos, junto
conclulas endoteliales microvasculares
humanas (para disear vasossanguneos funcionales) que
soninoculadas en un depsito hecho de
colgeno, un material reabsorvible yluego son implantadas en el
tejidosubcutneo de ratonesinmunodeficientes. Despus de unperiodo de
14 a 28 das, los autoresobservaron que el tejido pulpardiseado se
asemejaba a la pulpadental normal (Fig.3) (14).
Cuando hay piezas con piceincompleto y sufren un trauma,
sonpiezas dentales muy frgiles, lo idealen estos casos es hacer
unainduccin del cierre apical y suposterior tratamiento
endodntico
convencional. Con la bioingenierapodramos dar lugar a la creacin
denuevo tejido pulpar que permitira lafinalizacin del desarrollo
radiculary prevenir perdidas prematura depiezas dentales (Fig.4)
(14).
Creacin de dentina
La creacin de la dentina tienemucho que ver con la creacin de
lapulpa ya que a partir de clulasmadre de la pulpa esta
generadentina reparativa y a su vezpropiamente dentina.
Futuro de la odontologa restauradora
Fig. 2. Ubicacin de las clulas madre en la pulpa dental. 2.a:
Zona basal de Weil, 2.b: Zonarica en clulas y 2.c: Pulpa
propiamente dicha. Tomado de: [Dental pulp stem cell: what,where,
how?, Int. J. Pediatr. Dent. 2009] (15).
Fig. 3. Vista microscpica de una pulpa dental inoculada en
ratones inmunodeficientes. 3.a:Una vista de 100 x . 3.b: Una vista
aumentada a 400 x de la figura 3.a. y 3.c: La pulpa dentalcontrol.
Tomado de: [Tooth Regeneration in Operative Dentistry. Operative
Dent. 2006](14).
Fig. 4.Necrosis pulpar de una pieza joven y su evolucin para la
formacin de pulpa dentalnueva. 4.a: Necrosis pulpar 4.b: Depsito de
colgeno mas clulas madres. 4.c: Protector
entre la pulpa y la resina compuesta. 4.d: Pulpa dental
regenerada por la bioingeniera. 4.e:Pieza dental con pice cerrado.
Tomado de: [Tooth Regeneration in Operative Dentistry.Operative
Dent. 2006] (14).
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Cspedes-Martnez DI, Perona-Miguel de Priego G.
Gronthos et al. (10), en el ao2000 encontr que las clulasmadres
pulpares son trasplantadascon hidroxiapatita ms fosfatotriclcico en
ratonesinmunocomprometidos, estas clulasgeneran estructuras
similares a ladentina, con fibras colgenasperpendiculares a la
superficiemineralizada, tal como ocurrenormalmente in vivo, en
presenciade la sialoprotena dentinal. Ioharaet al, en el ao 2004,
demostraronque la dentina desmineralizada puede
inducir la diferenciacin de lasclulas madre pulpares
enodontoblastos, lo cual resulta enformacin de dentina.
Los odontoblastos puedensobrevivir a lesiones leve, tales
comoatricin o caries de aparicintemprana y secretan una matriz
dedentina reparativa, sin embargo un
trauma mayor como una cariesavanzada,
procedimientosrestauradores pueden conducir a lamuerte de los
odontoblastos (15).
Numvar -Nino et al . (12) ,refieren que Gronthos et
al.caracterizaron estas clulas pormedio de marcadores especficos
yobservaron su capacidad deautorregeneracin, diferenciacin
amltiples linajes y su capacidadclonognica, hallando clulasmadres
pulpares capaces de formardentina asociada con tejido pulpar in
vivo (Tabla 1) (16).El concepto de inducir dentina
reparativa para tratar prdida de estetejido debido a la
progresin de cariesno es nuevo, el polvo dentinariodesmineralizado
posee unacapacidad intrnseca de inducir lamineralizacin (14).
Cuando se aplica directamente a
las reas de la exposicin pulpar, ladentina desmineralizada
induce a laformacin local de tejidosmineralizados. Se uso
depsitoshechos de colgeno con la dentinadesmineralizada y esta se
coloc enlugares con exposicin pulpar, dandolugar a la produccin de
dentinareparativa en un periodo de 2 a 4meses (Fig.5) (14).
Creacin del esmalte
Es considerado el material msduro y resistente del mundo
biolgico y a diferencia del hueso, elesmalte dental de un
organismoadulto no contiene clulas por lo queno es capaz de
regenerarse ycualquier deterioro que sufre resultairreversible
(18,19). El esmalte estformado principalmente por materialinorgnico
96% y solo 4% dematerial orgnico y agua (20).
Actualmente, se ha diseado unesmalte sinttico que imita la
formacin de estos prismas dandola apariencia de un esmalte
naturalpe ro es tos pr ismas ya no soncompuestos de hidroxiapatita
sino porla bioingeniera estos prismasdiseados se llaman
nanoapatitas(16). Las clulas que forman elesmalte (los
ameloblastos),experimentan apoptosis en cuantoelaboran la matriz de
esmalte, demanera que no quedan ameloblastos
una vez ha terminado el proceso deamelognesis. Por lo tanto,
laformacin de esmalte no es posibleen dientes ya erupcionados,
porquelas clulas progenitoras ya no estnpresentes (9).
Los nanobastones dehidroxiapatita resultan ser similaresen tamao
y composicin a loscristales del esmalte natural (Fig.6.).Estos
nanobastones tienen un fuerte
po te nc ia l a se rv ir como unaplataforma para el desarrollo
demateriales restaurativos flubles
Tabla 1. Potencial de Clulas Madre Adulta (ASC) para
diferenciarse endistintas estructuras y tipos de clulas
craneofaciales. Tomado de: [AspectosCelulares y Moleculares de las
Clulas Madres Involucrados en laRegeneracin de Tejidos con
Aplicaciones en la Prctica ClnicaOdontolgica. Acta Odontol. Venez.
2008] (12).Origen de las clulasmadres adultas
Estructura o tipos de clulasdiferenciadas Laboratorio
Medula sea Estructura dental y hueso. Paul T. Sharpe
Pulpa dental
Dentina, odontoblasto, pulpadental, estructura de cementoy
ligamento periodontal. Songtao Shi
Ligamentoperiodontal
Estructuras del cemento yligamento periodontal. Songtao Shi
Brote dental Estructuras dentales. Pamela C. Yelick
Medula seaClulas hematopoyticas,osteoblastos y osteocitos.
Edwin M.Horwitzf
Fig. 5. Reparacin de dentina estimulada por clulas madres.
Tomada de: [Tooth Regenerationin Operative Dentistry. Operative
Dent. 2006] (14).
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Futuro de la odontologa restauradora
diseados para restaurar el esmalteperdido (14).
La creacin de esmalte sintticoa base de nanopartculas
llamadas
nano hidroxiapatitas presentan elsiguiente proceso: se coloca
lasnanohidroxiapatitas en uncontenedor con agua y solvente,
seespera un tiempo y a su vez el aguase va evaporando,
lasnanohidroxiapatitas vantransformndose en prismas que seasemejan
a los primas dehidroxiapatita, el esmalte sinttico essimilar al
esmalte natural solo hay
una diferencia: es ms resistente ycontiene flor (21).
Creacin de diente completo
Una estrategia que refieren losautores son el uso del mtodo
deagregacin celular o desarrollobiolgico que consiste en la unin
declulas mesenquimales y clulasepiteliales para forma una
piezadentaria e ingeniera tisular
(bioingeniera) que consiste encultivar en depsitos de
colgeno(scaffold) clulas de odontoblastos,ameloblastos y de
ligamentoperiodontal para la creacin de unanueva pieza dentaria
(13,22).
Se inocul clulas madre deincisivos y molares dentales en lacapa
sub-renal de ratones delaboratorios con bioingeniera,llegando a la
conclusin que unincisivo siendo una pieza uni -radicular es ms fcil
de recrear queuna pieza multi-radicular como un
molar (12,13).
Conclusiones
Hasta el momento hay avances
en la formacin de piezas dentarias,no en su forma exacta sino en
suspartes que son: esmalte, dentina ypulpa. Estas investigaciones
son lasbases para el futuro en odontologarestauradora.
La odontologa est sufriendo ungran cambio, muy pronto podremosya
no usar materiales restauradores,prtesis e implantes para llegar a
unaarmona esttica y funcional en la
cavidad oral, sino que podremosreconstruir nuestra pieza
dentalafectada con clulas madre delpropio paciente.
Hacen falta ms investigacionespa ra saber al de tal le
lascaractersticas, funciones ylocalizaciones de las clulas madreen
el cuerpo humano.
Los resultados de lasinvestigacines en la regeneracin
de piezas dentarias tienen que sersatisfactorios y seguros para
laaplicacin en humanos.
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