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Endodoncia traslacional e ingeniería de tejidos

Endodoncia traslacional e ingeniería de tejidos

Autora principal: Claudia Lisette Saavedra Martínez

Vol. XVII; nº 14; 580

Translational endodontics and tissue engineering

Fecha de recepción: 19/06/2022

Fecha de aceptación: 22/07/2022

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVII. Número 14 –Segunda quincena de Julio de 2022 – Página inicial: Vol. XVII; nº 14; 580

Autores:

Claudia Lisette Saavedra Martínez, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

Julio César Flores Preciado, Cirujano Dentista, Doctor en Ciencias área biomateriales y biotecnología. Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

José Carlos Pérez Saldamando, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

Mara Paulina García López, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

RESUMEN

En la actualidad es cada vez más conocida la aplicación terapéutica de células troncales para la regeneración de tejidos provocando un mayor interés a nivel mundial en el tema.  La preservación del tejido pulpar con su vasculatura y sus componentes nerviosos sigue siendo hoy en día un desafío dentro de la odontología moderna; siguiendo los principios de la ingeniería de tejido, la combinación de células madre, andamio y factores de crecimiento es como se ha podido trasladar los esfuerzos de la investigación al área clínica, permitiendo así revolucionar la perspectiva del campo de la endodoncia.  De acuerdo con la Asociación Americana de Endodoncia las fracturas verticales se originan en el ápice y se desplazan hacia la corona. Alguna literatura comenta que es la tercera razón por la que hay una extracción en dientes tratados endodónticamente a diferencia de los dientes que permanecen con vitalidad pulpar, es por ello que la posibilidad de ofrecer una alternativa de erradicación del problema de inflamación pulpar (pulpitis irreversible) o bacteriana (necrosis) realizando el correcto debridamiento del espacio del conducto radicular así como un adecuado protocolo de desinfección donde la alternativa a ofrecer se da en la posibilidad de sellar el conducto con células mesenquimales de pulpa colocadas sobre un andamio disminuyendo así  el porcentaje de fracturas en dientes con tratamiento endodónticamente.

PALABRAS CLAVE

Endodoncia regenerativa, ingeniería de tejido, regeneración pulpar, células troncales, andamio.

ABSTRACT

At present, the therapeutic application of stem cells for tissue regeneration is increasingly known, causing greater interest worldwide in the subject. Preservation of the pulp tissue with its vasculature and nerve components continues to be a challenge in modern dentistry today; Following the principles of tissue engineering, the combination of stem cells, scaffold and growth factors is how it has been possible to transfer research efforts to the clinical area, thus allowing to revolutionize the perspective of the field of endodontics. According to the American Endodontic Association, vertical fractures originate at the apex and move towards the crown. Some literature comments that it is the third reason why there is an extraction in endodontically treated teeth as opposed to teeth that remain with pulp vitality, which is why the possibility of offering an alternative to eradicate the problem of pulp inflammation (irreversible pulpitis) or bacterial (necrosis) performing the correct debridement of the root canal space as well as an adequate disinfection protocol where the alternative to be offered is the possibility of sealing the canal with mesenchymal pulp cells placed on a scaffold, thus reducing the percentage of fractures in teeth with endodontic treatment.

KEYWORDS

regenerative endodontics, tissue engineering, dental pulp regeneration, stem cells, scaffold.

Los autores de este manuscrito declaran que:

Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflicto de intereses.

La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El manuscrito es original y no contiene plagio.

El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.

Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.

Han preservado las identidades de los pacientes.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad en la odontología el trabajo interdisciplinario tiene gran apego en la atención clínica, donde se aplican los principios de ingeniería y ciencia de la salud basándose en la investigación y el desarrollo de biomateriales que han evolucionado en conjunto con áreas como la biología celular, molecular y las ciencias de materiales e ingeniería para el desarrollo de sustitutos biológicos que restauren, mantengan o mejoren la función tisular, permitido a la endodoncia la creación y formación de tejidos para el reemplazo de la pulpa inflamada, enferma o traumatizada. El tejido pulpar se ve sometido a diversas injurias que producen inflamación gradual y que puede llegar a ocasionar la muerte pulpar, para tratar este padecimiento de una manera conservadora, en la odontología se ofrece el tratamiento de endodoncia, obteniendo así excelentes resultados y conservando la pieza con su función masticatoria y estética, llevando a cabo el objetivo del mismo tratamiento.

Así es como se aplican los principios de la medicina regenerativa a la ingeniería tisular endodóntica basado en la manipulación y desarrollo de moléculas, células, tejidos y órganos con el fin de reemplazar o soportar las funciones de las partes lesionadas o que presentan algún defecto. Desde sus inicios la ingeniería tisular en la década de los noventas1 se motivó por el desarrollo de nuevos materiales que actúen como andamios, el crecimiento y diferenciación celular, así como la identificación de nuevas fuentes para células troncales no se han detenido, los avances tecnológicos han permitido evolucionar en este campo, haciendo posible que tenga un mayor alcance2. La ingeniería de tejido sigue siendo fundamental para el desarrollo y el impacto en la odontología regenerativa.

METODOS

En esta revisión bibliográfica se utilizaron fuentes literarias, así como también artículos académicos con fecha de publicación no mayor a 5 años de antigüedad correspondientes al año 2017 al 2022, priorizando libros y artículos de revistas publicadas en idiomas inglés y español para los cuales se empelaron palabras clave como: Endodoncia Regenerativa, Ingeniería de Tejido, Regeneración pulpar, Células troncales, andamios.

Los motores de búsqueda fueron las bases de datos de Elsevier y PubMed, de igual manera se tomó información de artículos de revistas tales como Journal of Endodontics, International Journal of Endodontics and Journal Eng Regen y, Revista Latinoamericana de Metalurgia y materiales, entre otras.

DESARROLLO

La ingeniería de tejido es un campo multidisciplinario en donde se aplican los principios y métodos de la ingeniería, la física y la ciencia de la vida. Langer y Vacanti, introdujeron por primera vez en 1993 el término «ingeniería de tejidos». Este campo se ocupa del desarrollo de sustitutos biológicos que mantienen, mejoran o restauran las funciones de los tejidos para hacer frente al problema relacionado con el daño tisular. La Ingeniería de Tejido ha surgido como una solución al problema asociado con el daño tisular con el desarrollo de tejidos in vitro para reparar el daño in vivo; siendo estos de importancia para la fisiología y la medicina regenerativa. El término «medicina regenerativa» surge cuando dos grupos de investigación de los Estados Unidos desarrollaron conjuntamente células madre embrionarias humanas y líneas de células germinales embrionarias en 19983,4.

La ingeniería de tejido es una tecnología emergente que utiliza la combinación de células, factores de crecimiento y matriz extracelular, así como métodos y materiales de ingeniería y factores bioquímicos y fisicoquímicos adecuados para mejorar o reemplazar funciones biológicas, destinada a reconstruir órganos y tejidos dañados o enfermos in vitro y el trasplante in vivo para recuperar órganos perdidos o en mal funcionamiento5.

Kaigler y Mooney (2001) mencionan que en la actualidad las estrategias empleadas en la ingeniería de tejido se categorizan en tres clases: conductiva, inductiva y trasplante de células semejantes. La conductiva utiliza biomateriales de una manera pasiva para facilitar el crecimiento o capacidad regenerativa de un tejido existente; la inductiva envuelve la activación de células en estrecha proximidad en el sitio del defecto con señales biológicas específicas; y el trasplante que consiste en el trasplante de células cultivadas en el laboratorio6.

Así cómo es posible la regeneración de tejidos de forma artificial y de una práctica más frecuente, también existe la posibilidad de la formación u obtención artificial de órganos completos o porciones de estos a partir de la ingeniería de tejidos, a los cuales se les conoce como “bioórganos8”. El proceso de bioformación u obtención de un órgano artificial, se desarrolla mediante una técnica doble, basada en un estudio in vitro e in vivo. Un órgano artificial es aquel que se obtiene mediante recursos biológicos externos al organismo a implantar o bien, propios del individuo receptor, con ello se evita el rechazo debido a que los complejos empleados son autólogos o propios y son construidos con el uso de células cultivadas en un armazón o andamio nativo o natural8.

En resumen, para la obtención de un tejido es necesario:

  • Fuentes de células para su multiplicación y producción de la matriz extracelular.
  • Matriz o armazón que facilite la adherencia, migración, proliferación, así como la estabilidad celular.
  • Factores bioactivos que amplifiquen la expansión celular, refuercen el fenotipo, favorezcan la producción de matriz extracelular.

INVESTIGACION TRASLACIONAL

La investigación traslacional ha sido crucial para proporcionar evidencia para las modificaciones del tratamiento que tienen como objetivo aumentar los resultados favorables mientras se alejan de los problemas comunes en los protocolos utilizados actualmente.

En 2011, un estudio demostró que una cantidad sustancial de células madre mesenquimales indiferenciadas se administran a los sistemas de conductos radiculares después del debridamiento y limpieza. Este descubrimiento representó un punto de inflexión porque los protocolos de tratamiento utilizados anteriormente en la regeneración pulpar tenían como objetivo proporcionar la máxima desinfección sin tener en cuenta su impacto en las células madre. La endodoncia regenerativa contemporánea reconoce y sigue los principios de la bioingeniería con respecto a la interacción entre las células madre, los andamios y los factores de crecimiento.

Dado que las células madre representan uno de los pilares de los REP (procedimientos de endodoncia regenerativa), una serie de estudios traslacionales se han realizado, como evaluaciones del efecto de la desinfección sobre el destino de las células madre. Estos estudios han contribuido al marco fundamental de la actual Asociación Estadounidense de Protocolo de tratamiento endodóntico regenerativo recomendado por endodoncistas. La endodoncia regenerativa también reconoce los principios de la bioingeniería para promover el desarrollo dental y fisiología normal. Aunque los procedimientos de endodoncia regenerativa han tenido mucho éxito en el control de infecciones y en promover el desarrollo de la raíz radiográfica de dientes inmaduros, así como de lograr   la nociocepción7.

Los procedimientos de endodoncia regenerativa requieren tres pasos críticos: desinfección del sistema de conductos radiculares, un andamio para soportar las células troncales y un sellado coronal adecuado del orificio del canal con un material biocompatible. Los protocolos de regeneración han evolucionado durante la última década y los protocolos recientes tienen como objetivo incorporar un control de infecciones, reduciendo así el daño tisular y mejorando el proceso de cicatrización.

INGENIERÍA DE PULPA DENTAL

Murray et al. señalan que los procedimientos de regeneración se pueden definir como procedimientos biológicamente diseñados para reemplazar estructuras dañadas, incluyendo así la dentina y estructuras radiculares, como también células del complejo dentino-pulpar9.

La posibilidad de poder brindar a los pacientes estas estrategias brindadas por la terapia de ingeniería de tejido ofreciendo la posibilidad de restaurar naturalmente la pieza dental, en lugar de colocar una prótesis o material artificial es una de las principales causas de que se estén llevando a cabo el estudio y perfeccionamiento del conocimiento ya obtenido.

Los autores antes mencionados explican la aplicación de estas estrategias dentro de los conductos previamente desinfectados, más, sin embargo, la regeneración también puede ser aplicada sobre la pulpa expuesta para lograr la reparación y conservación de la vitalidad pulpar. La posibilidad de poder brindar a los pacientes estas estrategias brindadas por la terapia de ingeniería de tejido ofreciendo la posibilidad de restaurar naturalmente la pieza dental, en lugar de colocar una prótesis o material artificial es una de las principales causas de que se estén llevando a cabo el estudio y perfeccionamiento del conocimiento ya obtenido. Así como explican la aplicación de estas estrategias dentro de los conductos previamente desinfectados, más, sin embargo, la regeneración también puede ser aplicada sobre la pulpa expuesta para lograr la reparación y conservación de la vitalidad pulpar.

 Los dientes obturados con gutapercha suelen presentar una disminución en su resistencia y, en consecuencia, la posibilidad de padecer fracturas en el esmalte o en la dentina. Para disminuir los anteriores inconvenientes, las investigaciones se han interesado en la búsqueda de opciones terapéuticas alternativas a la terapia endodóntica tradicional. Por ello, el abordaje de una obturación endodóntica biológica que haga posible la sustitución del tejido pulpar por uno similar al tejido fisiológico se ha convertido en un tema prioritario en la odontología.

La ingeniería de la pulpa dental ofrece regenerar el tejido pulpar implantando un biomaterial en presencia o ausencia de células. Aunque la pulpa dental es considerada un tejido difícil de regenerar debido a su organización celular y tisular junto a su configuración anatómica única, varias estrategias terapéuticas de ingeniería de la pulpa dental han sido descritas en los últimos años.

ENDODONCIA

La Endodoncia es la rama de la Odontología que se encarga de estudiar la anatomía, fisiología, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades de la pulpa dental y de los tejidos periapicales10,11. El tratamiento no quirúrgico del conducto radicular se ha convertido en un procedimiento rutinario en la odontología moderna. Los avances técnicos y científicos en el campo de la endodoncia han permitido conservar millones de dientes12.

El tratamiento del conducto radicular ofrece altas tasas de éxito, que se ven influidas de manera negativa por la presencia de bacterias en el sistema del conducto radicular y la existencia de lesiones periapicales antes del tratamiento. La remoción del tejido pulpar infectado o necrótico, una correcta instrumentación mecánica y la desinfección química del sistema de conductos prepara al conducto para recibir una obturación, así como el sellado del sistema de conductos.

El objetivo del tratamiento de conductos convencional es el de mantener al diente afectado la mayor parte del tiempo en boca. Así como tratar de eliminar la sintomatología para que el diente pueda seguir ejerciendo su función. Para evitar una colonización bacteriana posterior es de suma importancia llevar a cabo la desinfección por medio de la instrumentación y de la irrigación del sistema de conductos para posteriormente recibir el material de relleno a base de gutapercha y cemento sellador13. Los dientes obturados con gutapercha suelen presentar una disminución en su resistencia y, por consecuencia, la posibilidad de padecer fracturas en el esmalte o en la dentina14 y debido a este inconveniente la búsqueda de opciones terapéuticas alternativas a la terapia endodóntica tradicional, las investigaciones se han centrado en un abordaje con obturación endodóntica biológica que haga posible la sustitución del tejido pulpar por uno similar al tejido fisiológico15.

ENDODONCIA REGENERATIVA

La regeneración de la pulpa y su traducción clínica en procedimientos de endodoncia regenerativa están recibiendo cada vez más atención de la investigación, lo que lleva a un crecimiento significativo de la literatura científica y clínica publicada en estas áreas16.

El concepto de Revascularización a pesar de haberse descrito por primera vez en 1960 no fue hasta el 2001 que se resurgió con un enfoque investigativo, esto generó un debate sobre si este tejido se produce por reparación o procesos regenerativos. Se ha propuesto que las células madre de la papila apical podría introducirse en el canal mediante la desorganización del tejido de la papila apical con una lima endodóntica y llevarse en el espacio del canal por la formación de coágulos de sangre. El término de revascularización, se propuso cambiarlo a revitalización como un término más aplicable, ya que los tejidos regenerados en el espacio del conducto no eran solo vasos sanguíneos, sino también son tejidos duros y blandos (Huang y Lin 2008)17.

El término «endodoncia regenerativa» fue adoptado por la Asociación Estadounidense de Endodoncistas en 2007 (Murray et al. 2007), basado en un concepto de ingeniería de tejidos. La endodoncia regenerativa aplica el concepto de la tríada de ingeniería de tejidos, células madre, andamio biomimético y factores de crecimiento bioactivos en el espacio del canal para regenerar el tejido pulpar dañado por infección, trauma o anomalías del desarrollo (Nakashima & Akamine 2005). El término «revitalización» fue utilizado por la declaración de posición de la Sociedad Europea de Endodontología (ESE) (ESE 2016). En la literatura sobre endodoncia, revascularización, revitalización y endodoncia regenerativa se utilizan como sinónimos e indistintamente18.

OBJETIVOS DE LA ENDODONCIA REGENERATIVA

 Los objetivos de la revascularización para conseguir el éxito según la AAE20 son:

  • Objetivo primario: eliminación de síntomas y mostrar evidencia de curación ósea.
  • Objetivo secundario: aumento en la anchura de las paredes y/o aumento en la longitud radicular (deseable pero no esencial).
  • Objetivo terciario: Respuesta positiva a los tests de vitalidad pulpar (lo cual, si se consigue podría indicar un tejido pulpar vital más organizado).

BIOMATERIALES

Los biomateriales juegan un papel fundamental en el éxito de la ingeniería de tejidos. El diseño de biomateriales en la ingeniería de tejidos consiste en identificar o fabricar una sustancia que es innata y capaz de asumir una forma deseable que se puede aplicar para sintetizar un microambiente celular 3D para la acomodación celular y guiar así la formación de un tejido nuevo.

Un biomaterial ya no es solo considerado como un material de relleno, un biomaterial se define ahora como una sustancia que puede, o ha sido diseñada, para tomar una forma que, sola o como parte de un sistema complejo, se utiliza para dirigir, mediante el control de interacciones con componentes de sistemas vivos, el curso de cualquier tratamiento o diagnóstico21. La evolución de los procedimientos realizados gracias a la ingeniería de tejido ha llevado a la aparición de nuevas tecnologías y a la necesidad de nuevos biomateriales que cumplan con las necesidades requeridas por las nuevas técnicas. Dentro de la ingeniería de tejido se ven involucras células, factores de crecimiento y el uso de matrices porosas biodegradables conocido como andamio formando entre ellas la triada de la ingeniería de tejido22.

ANDAMIO

La función de las células de los tejidos depende en gran medida de la matriz extracelular (MEC) que puede guiar y apoyar la estructura celular. Este soporte juega un papel crucial en el proceso de proliferación y diferenciación celular23. Los andamios son soportes o estructuras tridimensionales temporales, en los cuales las células pueden crecer y formar tejidos, para lo que al momento de diseñarlos y fabricarlos, se debe considerar aspectos que van desde la técnica o el método que se va a utilizar para su fabricación, así como el control de la topografía y la rugosidad de la superficie, porosidad, forma y tamaño de poro, lo cual es importante para aumentar la migración de las células en su interior y en la superficie de los mismos.

CÉLULAS TRONCALES.

La ingeniería de tejidos combina el uso de células madre de cavidad oral (DSCs) debido al acceso fácil, no invasivo y la prometedora gama de aplicaciones, con el diseño y síntesis de andamios bioactivos, inductores y señalizadores ofreciendo una poderosa herramienta biológica para la solución de los problemas clínicos que involucran defectos estructurales y funcionales derivados de enfermedades sistémicas y lesiones degenerativas en terapias de reparación, regeneración y sustitución tisular24.

CONCLUSIONES

En la actualidad la terapéutica médica está encaminada al trabajo multidisciplinario para la solución integral de los padecimientos y las afecciones que deterioran la calidad de vida de las personas, la ingeniería de tejido establece una sinergia con el área biomédica proporcionándole nuevas expectativas aplicando herramientas para la mejora de los procedimientos de campo. Los nuevos conceptos de la ingeniería de tejido y del campo biomédico utilizando complejos celulares y los nuevos biomateriales para la generación de bioandamios ofrecen nuevas vías para la investigación de las ciencias básicas enfocados en la regeneración para uso terapéutico proporcionando nuevas alternativas para la solución de problemas integrales. El campo de la ingeniería de tejidos ofrece promesas para hacer frente a diferentes desafíos con nuevos desarrollos innovadores y, en breve, traerá muchos avances para aplicarlos con éxito a los seres humanos brindando un futuro prometedor.  La utilización de andamios acelulares, que brindan refugio a un reservorio de células para la regeneración o reparación de un tejido permite expandir la aplicación clínica de la ingeniería de tejido. Hoy en día la utilización de andamios acelulares con fines clínicos que puedan proporcionar un nuevo hogar a células huésped ya se está utilizando para diversas situaciones y es probable que pronto tengan aplicaciones ampliadas.  Los avances rápidos y creativos en la bioingeniería de tejidos se presentan de una manera muy prometedora para el futuro de la medicina regenerativa, es por ello por lo que se requiere una evaluación equilibrada y crítica de las nuevas tecnologías para la promoción de posibles aplicaciones clínicas.

REFERENCIAS

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