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Biomateriales

Jorge Fernández Monjes*, Beatriz María Maresca**, Eduardo J. Fernández Monjes***

* ** Profesores Titulares del Dto de Clínica Estomatológica, Escuela de Odontología Universidad John F. Kennedy

*** Profesor adjunto del Dto de Clínica Estomatológica Escuela de Odontología Univeesidad John F. Kennedy

Escuela de Endodoncia Regenerativa. Online Ene 2013

Introducción                                                                                                         

Con este término se define a todo material que reemplaza a un tejido vivo.

La pérdida funcional del órgano dental o alguna de sus partes, como el tejido pulpar,  constituye un importante desafío para la tecnología actual, que busca su reemplazo con biomateriales, ingeniería de tejidos o ambos.

En un comienzo se utilizaron procedimientos empíricos para adaptar materiales convencionales a aplicaciones biomédicas, poniendo el acento en su inercia biológica.

La odontología desde la introducción de la gutapercha en la segunda mitad del siglo XIX3, puso el acento en la biocompatibilidad y la capacidad de los materiales para sellar “herméticamente” el espacio endodontico con estabilidad dimensional,  lograr una adecuada interfase de adaptación material de obturación-pared dentinaria y transformar el sistema de conductos radiculares en un elemento inerte.

En la terapia endodontica se utilizaron materiales disponibles en la industria, con diversos agregados que modifican la velocidad de fraguado y su inercia biológica. Existe en la actualidad una serie apreciable de ellos, clasificados por su composición química, con una notable similitud en cuanto a su función.

El modelo teórico o paradigma utilizado por la endodoncia clásica o reduccionista para la clasificación de los materiales de obturación de conductos radiculares, difiere del modelo teórico adoptado por la endodoncia regenerativa, por cuya razón ésta adopta el término de biomateriales de obturación de conductos radiculares, clasificándolos de primera, segunda y tercera generación, de acuerdo a las definiciones efectuadas por la Universidad de Clemson y la Sociedad Europea para los Biomateriales. (www.biomaterials.org)6

Biomateriales de Primera Generación

El primer simposio de biomateriales celebrado en la Universidad de Clemson (Carolina del Sur - EEUU) en 1969, marca el punto de partida de la integración entre la ingeniería y la medicina en el desarrollo de materiales biomédicos.

El 6to Simposio Internacional de Biomateriales, efectuado en la Universidad de Clemson en el año 1974, definió que “biomaterial es una sustancia sistemática y farmacológicamente inerte, diseñada para la implantación dentro de un sistema viviente o para incorporarse a él”.

Basados en el paradigma de la inercia biológica, se buscaron materiales con propiedades físicas similares al lugar de implantación, con toxicidad y respuesta inflamatoria-inmune a cuerpo extraño, reducidos a su mínima expresión8.

En esta definición de Biomateriales de Primera Generación, podemos incluir a los implantes dentales de titanio, a los conos de gutapercha y a la mayoría de los selladores utilizados en la obturación de conductos.

La imperfección de los biomateriales de primera generación utilizados en el reemplazo del tejido pulpar dental, reside en el uso del concepto inerte, en razón que cuando son sobreobturados voluntaria o involuntariamente por el clínico, el organismo trata de expulsarlo, reabsorberlo, integrarse con él o aislarlo con tejido fibroso cicatrizal.

Biomateriales de Segunda Generación

En la 3ra Conferencia Internacional de Endodoncia celebrada en Filadelfia en 1963, Grossman al examinar el estado de los materiales plásticos de obturación, expresó que el desarrollo de materiales de obturación del conducto radicular más simples, más exactos y más seguros, sería el próximo adelanto significativo en la endodoncia4.

En el mismo simposio, Buonocore expresó su parecer que los centros y cementos constituían una pobre solución al problema de la obturación del conducto radicular, ya que la polimerización de la obturación in situ sería mejor, si fuera posible. También opinó que las obturaciones inyectables del conducto radicular constituirían el camino del futuro1.

Comenzó a surgir un nuevo concepto en la endodoncia y se planteó la necesidad de cambiar las bases del razonamiento sobre un nuevo paradigma o modelo teórico.

Cuanto más biodegradable es un material, más alta es su biocompatibilidad. Los materiales que pudieran sellar eficazmente el sistema de conductos radiculares y ser al mismo tiempo reabsorbidos y reemplazados por el tejido que lo rodea para crear un material viable, que produzca un sellado eficaz en el foramen apical, tienen un lugar importante en el futuro de la endodoncia, validando la profecía optimista que Grossman realizó en el siglo pasado.

Debido al desarrollo de nuevos materiales y al avance de la farmacotecnia, la Sociedad Europea para los Biomateriales, realizó en el año 1986 la Conferencia de Consenso sobre Definiciones en Biomateriales. Allí se definió como biomaterial a todo “material no viviente, utilizado en un dispositivo médico destinado a interactuar con los sistemas biológicos”, basados en el paradigma de la interacción controlada y diferenciación de la materia viva

El objetivo de esta definición era crear nuevos biomateriales bioactivos y bioabsorbibles, pero no explicita adecuadamente las funciones a que debe destinarse un biomaterial y el uso del término no vivo excluye híbridos de células/biomateriales.

Como ejemplo de estos biomateriales de segunda generación podemos citar las suturas reabsorbibles y la pasta lentamente reabsorbible de Maisto para obturar conductos radiculares.

Biomateriales de Tercera Generación

Para la endodoncia regenerativa los principales problemas a neutralizar son, la compleja y variable anatomía radicular, la infección dentro del conducto y su área de influencia, la biocompatibilidad de los materiales empleados y la modulación del proceso reparativo periapical.

Una de las principales herramientas provista por la biotecnología y la ciencia de los biomateriales, para la solución de los problemas que nos plantea la medicina regenerativa, son los biomateriales de tercera generación que promueven la integración tisular, por medio del direccionamiento controlado de los procesos inflamatorios y de reparación tisular5.

En el año 1992 la Segunda Conferencia de Consenso sobre Definiciones en Biomateriales de la Sociedad Europea de Biomateriales, define a los mismos como “un material destinado a formar una interfase con los sistemas biológicos para evaluar, medicar, aumentar o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del organismo”.

El objetivo del Simposio, basado en la integración con la materia viva y la función, fue estimular a nivel molecular la proliferación y diferenciación celular, y dirigir la producción y organización de la matriz extracelular, para el desarrollo de la ingeniería de tejidos (crecimiento in vitro) y la regeneración (crecimiento in vivo).

Como ejemplo de biomateriales de tercera generación,  podemos citar a los vidrios bioactivos de tercera generación, a los biomateriales de soporte para ingeniería de tejidos y al material para obturación de conductos Licon-D, que influye en el proceso inflamatorio y modula la regeneración tisular del sistema de inserción dental (cemento, periodonto y cortical ósea).

Las propiedades de los biomateriales y la respuesta en las células, son importantes factores en la selección de los mismos, cuando buscamos la regeneración tisular guiada en el sistema de inserción dental.

Matriz o soporte ideal (scaffold)

Estructura temporal que permite el soporte y direccionamiento controlado de la proliferación, flujo celular y materiales destinados a la regeneración de tejidos.

Coincidimos con Hubbell, que los biomateriales de tercera generación se pueden comportar como conductores, inductores y bloqueantes de tejidos y en la región periapical deben cumplir con ciertos criterios considerados necesarios para la matriz (scaffold) ideal. Para Chaignaud, Langer y Vacanti (1997)2, estos son los siguientes:

No inducir en los tejidos del huésped una respuesta tóxica, inmunogénica, mutagénica o carcinogénica.

Ser biocompatible y completamente bioabsorbible o bioerodible dejando un tejido absolutamente normal, luego de la degradación del biomaterial.

Proporcionar un soporte mecánico para mantener un espacio para el tejido en formación y permitir una correcta distribución y flujo celular7.

La interacción de la superficie de la matriz con las células, debe estimular la función celular y permitir el crecimiento diferenciado.

Requisitos en un biomaterial de tercera generación para obturación de conductos radiculares

Propiedades reológicas de plasticidad, viscosidad dinámica y viscosidad de compresión que permita su adaptación a la compleja anatomía radicular. (Fig 1)

Endurecimiento en el interior del conducto sin modificaciones tridimensionales.

Viscosidad dinámica que permita ser implantado en el centro lesional, utilizando como vector, tanto el conducto radicular como un trayecto fistuloso.

Liberación lenta y sostenida de drogas que inhiban y neutralicen la biopelícula endodóntica bacteriana, tanto dentro del conducto, como en su área de influencia (Ej. Actinomycosis Apical de Nair).

Inducir la diferenciación celular y modular la regeneración de los tejidos del sistema de inserción dental (cemento, periodonto y cortical alveolar). (Fig 2)

Bloquear en el conducto el avance celular más allá del límite ideal de obturación. 

Biocompatible, sin inducir en los tejidos del huésped una respuesta tóxica, inmunogénica, mutagénica o carcinogénica.

Bioabsorbible y bioerodible con su total reemplazo por tejido vivo en el lugar implantado, liberando la región periapical de todo elemento extraño o nocivo para no estimular la formación de tejido fibroso cicatrizal. (Fig 3 y 4)

Radiopacidad adecuada

Libre de microorganismos

              

Referencias

1.     Buonocuore M. Discussion of: Present status plastic root canal filling materials. Trans.3rd Internat. Conf. Endodont., Phila. 138-141 1963

2.     Chaignaud BE, Langer R, Vacanti JP. The history of tissue engineering using synthetic biodegradable polimer scaffolds and cells. Cap I. Vacanti JP, Langer R, Associte Editors. Birkhäuser Boston - 1997

3.     Goodman A, Schilder H, Aldrich W. The Thermomechanical properties of gutta percha II.The history and molecular chemistry of gutta percha. Oral Surg, Oral Med, Oral Path. 37:954-960. June 1974

4.     Grossman LI. Present status plastic root canal filling materials. Trans.3rd Internat. Conf. Endodont., Phila. 125-137 1963

5.    Hench LI., Polak JM. Third-generation biomedical materials. Science 2002;295:1014-7

6.     La ciencia y la ingeniería de los biomateriales, un desafío interdisciplinario. CienciaHoy, N°49 (9); Nov-Dic 1998

7.     Mooney DJ, Langer RS. Engineering Biomaterials for Tissue Engineering the 10-100 micron size scale. Section XII -.Cap 112 - Bronzino JD.The Biomedical Engineering Handbook. Second Edition. Boca Ratón, FL. CRC Press 2000

8.     Ramirez CHG. Matrices y biomateriales en ingeniería de tejidos. Cap VI – Medicina Regenerativa y stem cells. Pablo Argibay. Ed. Universidad Nacional de Quilmes. Buenos Aires. 2005

 

 

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Biomateriales

Biomaterial es todo material que reemplaza a un tejido vivo

           Técnica Mínimamente Invasiva en el Tratamiento de Lesiones Perirradiculares                                                                                         Biomaterial de Tercera Generación (3G) para obturación de conductos radiculares

DESCRIPCION:                       

Biomaterial de tercera generación para endodoncia regenerativa. Modulador de la respuesta reparativa en el sistema de inserción dental e inhibidor del crecimiento bacteriano.

Posee una serie de propiedades reológicas básicas: compresibilidad, plasticidad, extensibilidad, fluidez, viscosidad cinemática, viscosidad de compresión y endurecimiento por trabajo.

Permite lograr una correcta interfase de adaptación con las paredes dentinarias y las anfractuosidades del conducto

Contiene un sistema matricial micro particulado, biodegradable, bioerodible y bioabsorbible, que permite la liberación controlada y sostenida de calcio contenido en un Carrier de reabsorción lenta, conformado básicamente por óxido de zinc-yodoformo.

El Licon-D basa su acción en la liberación de iones de yodo, calcio y zinc. El yodo es bactericida, convoca polimorfonucleares e interviene en la vía de la mieloperoxidasa para la destrucción de microorganismos en el fagolisosoma. El calcio actúa como factor trófico antireabsortivo y estimulador de la formación ósea. El zinc es antiséptico y estimulador de la respuesta inmune.