La importancia de la investigación en la práctica diaria

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La importancia de la investigación en la práctica diaria

El Dr. Conrado Aparicio, que ha sido Director Adjunto del Centro de Investigación Dental de Minnesota en Biomateriales y Biomecánica, es actualmente Catedrático del Área de Investigación de la Facultad de Odontología de UIC Barcelona. (Foto: UIC)

vie. 17 junio 2022

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El Dr. Conrado Aparicio es un científico con una carrera profesional brillante, la mayor parte de ella desarrollada en Estados Unidos. En la Universidad de Minnesota, donde pasó más de 12 años, alcanzó el puesto de Director Adjunto del Centro de Investigación Dental de Minnesota en Biomateriales y Biomecánica y fue nombrado Profesor del Año en la Escuela de Odontología de dicho centro, donde enseñaba en el Departamento de Ciencias Restaurativas. El profesor Aparicio es ingeniero biomédico especializado en materiales dentales, tema sobre el que ha escrito dos libros, 11 capítulos y 130 artículos aparecidos en publicaciones científicas especializadas. Sus principales intereses son la investigación de interfaces y biomateriales diseñados para dirigir respuestas biológicas para reparar/regenerar hueso y mucosa oral, así como para prevenir infecciones bacterianas para aplicaciones dentales y ortopédicas.

Aparicio ha obtenido el Premio Europeo en Ciencias Básicas en Odontología y el año pasado fue elegido Fellow del Instituto Americano de Ingeniería Médica y Biológica (AIMBE). Actualmente, está de vuelta en su Barcelona natal, donde está asociado al Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y a la cátedra de Investigación de la Facultad de Odontología de la Universidad Internacional de Cataluña, razón por la que hablamos con este experto sobre lo que involucran los estudios sobre investigación de la UIC.

¿En qué consiste el Máster de Investigación?

El Máster Universitario en Investigación en Odontología de UIC Barcelona está enfocado a que el alumno aprenda de forma combinada y, a la vez muy bien estructurada, a entender, diseñar y ejecutar proyectos de investigación en entornos académicos, industriales y/o clínicos.

Nosotros, en la Facultad de Odontología de UIC Barcelona, tenemos múltiples programas de investigación básica y aplicada con alcance multidisciplinar, multisectorial y multinacional. De esta manera, nuestro entorno académico es idóneo para enseñar con eficacia y alta calidad cómo responder con validez científica a cuestiones críticas para avanzar el conocimiento odontológico básico y clínico, así como para desarrollar materiales y tecnologías avanzadas de alto impacto. Así pues, nuestro máster tiene como principal objetivo proporcionar al estudiante los conocimientos y herramientas necesarios para adquirir habilidades fundamentales del investigador en odontología, siguiendo una metodología basada en la ética y la evidencia científica, y con ello, prepararlo para realizar un programa de doctorado en el campo de la salud bucodental.

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¿P0r qué un odontólogo debe estudiar este tipo de máster?

Las razones son múltiples y todas ellas de relevancia. Probablemente la más importante es que el odontólogo que se adentra en la formación en investigación estará más preparado para realizar la interpretación adecuada del nuevo conocimiento científico en la disciplina odontológica. Además, de forma más práctica, el máster prepara al odontólogo para iniciar un programa de doctorado y así poder culminar la formación académica al más alto nivel, con la consecuencia de poder contribuir por sí mismo al avance científico y, en caso de interés, avanzar de manera sólida en la carrera académica. También es relevante que los estudiantes de nuestro máster tengan la oportunidad de ampliar sus habilidades de trabajo en equipo, en áreas multidisciplinares y en tecnologías avanzadas. Por último, en nuestro programa, los estudiantes tienen la oportunidad única de aprender y trabajar con investigadores del más alto nivel internacional en las respectivas áreas en odontología.

¿Qué tipo de investigaciones realizó en la Universidad de Minnesota?

Nosotros somos ingenieros biomédicos y nuestra investigación se enfoca en el estudio de las interacciones entre agentes biológicos (biomoléculas, células y bacterias) y materiales sintéticos de uso en odontología. Consecuentemente, el nuevo conocimiento adquirido lo aplicamos al diseño y desarrollo de nuevos biomateriales y tecnologías avanzadas para su uso en la práctica odontológica. En este contexto, nuestros principales temas de investigación han sido y son la prevención y el tratamiento de las infecciones en la boca, principalmente la prevención de la periimplantitis, y métodos avanzados para promover la mineralización y regeneración de tejidos duros dentales y periodontales. En concreto, nos inspiramos en la naturaleza para incorporar sus moléculas, materiales y procesos en nuestros diseños y biomateriales. El uso de péptidos antimicrobianos como imprimadores de la dentina para prevenir las caries secundarias o como recubrimientos sobre el titanio para prevenir la periimplantitis, la mineralización de membranas de elastina para su uso en regeneración periodontal, y el uso de péptidos derivados de membranas basales para inducir la formación de hemidesmosomas y, por lo tanto, la unión de los queratinocitos en el epitelio de unión, son ejemplos de temas concretos en los que hemos trabajado.

"En nuestro programa, los estudiantes tienen la oportunidad única de aprender y trabajar con investigadores del más alto nivel internacional en las respectivas áreas en odontología".

¿Se han hecho avances notables en osteointegración?

Sí, muy notables, tanto que en la actualidad la osteointegración de los implantes dentales se considera un proceso que no constituye un obstáculo para su éxito quirúrgico. Se siguen investigando métodos para acelerar la osteointegración, pero en este sentido, los últimos avances en investigación se centran en la modulación de la respuesta inmunológica a la colocación del implante por medio de la incorporación de factores físicos y/o (bio)químicos en la superficie del implante e, incluso del pilar. Esto también incluye estudios para la modulación de la respuesta inmunológica que precede a la regeneración de los tejidos blandos. En cualquier caso, en la actualidad, el tema principal de investigación en implantes dentales, desde el punto de vista del material, es el tratamiento y la prevención de la periimplantitis. La incorporación de nanopartículas, péptidos y polímeros antimicrobianos que previenen la formación de biofilm en la superficie del implante, o la modificación topográfica y de la naturaleza del óxido del implante dental para prevenir la acumulación bacteriana son algunos de los temas de investigación que han atraído más interés.

¿Y respecto a la regeneración de tejidos blandos?

Como decía anteriormente, la curación, regeneración y adhesión del tejido blando alrededor del implante y el pilar también son de gran interés en investigación en estos momentos. Nosotros nos hemos focalizado en la mejora de la unión del epitelio al material de implantación y/o de restauración. Así, por ejemplo, hemos desarrollado tanto recubrimientos con péptidos como lacas fotocurables que se pueden aplicar a voluntad sobre superficies dentales o de biomateriales y que estimulan la formación de hemidesmosomas (estructuras celulares especializadas en la unión al sustrato o a las membranas basales). De esta manera, reforzando la unión se garantiza la pervivencia de una barrera biológica que impide el ingreso de bacterias en las interfaces entre los materiales y los tejidos periimplantarios y/o periodontales. De hecho, esta estrategia está directamente inspirada por las estructuras naturales que garantizan la unión de la mucosa oral al diente. 

¿Cuán sofisticados son los nuevos biomateriales?

La sofisticación de los materiales que se emplean en la clínica odontológica y en el quirófano maxilofacial en la actualidad está notablemente limitada por el hecho de que los componentes biológicos de los materiales son muy pocos. Algunos ejemplos serían las membranas de colágeno o las partículas de fosfatos de calcio. Los materiales en odontología están fuertemente basados en materiales sintéticos tradicionales con largas décadas de empleo eficaz y seguro. Sin embargo, la especificidad y la versatilidad en la actividad biológica que ofrecen las biomoléculas y también, cómo no, las células como componentes potenciales de los biomateriales dentales implica un grado de sofisticación en el diseño, desarrollo y uso de estos materiales que está aún por ser explotado. Las dificultades mayores asociadas a la translación a la clínica de los materiales que estamos explorando en nuestros laboratorios deriva principalmente, por un parte, de la dificultad en preservar la actividad de estos componentes biológicos durante la manufactura y el almacenamiento de los mismos y, por otra parte, de la dificultad de alcanzar los estándares regulatorios para validar la seguridad y la eficacia de estos nuevos componentes en los biomateriales dentales.

"La incorporación de nanopartículas, péptidos y polímeros antimicrobianos que previenen la formación de biofilm en la superficie del implante, o la modificación topográfica y de la naturaleza del óxido del implante dental para prevenir la acumulación bacteriana son algunos de los temas de investigación que han atraído más interés".

¿En qué consiste la bioactivación de biomateriales sintéticos?

Los materiales sintéticos tradicionales son biocompatibles, pero en su mayor parte son bioinertes. Un material bioinerte es aquel que no desencadena reacciones nocivas en el huésped en que se instala o con el que interacciona. Sin embargo, en la actualidad diseñamos materiales avanzados que son capaces de desencadenar, guiar y/o sostener respuestas biológicas con beneficios para el huésped, como por ejemplo estimular la regeneración de un tejido o evitar la formación de biofilms bacterianos patogénicos. Los nuevos materiales bioactivos se pueden clasificar en dos grandes bloques, aquellos que se desarrollan por modificación de materiales tradicionales con componentes biológicos, lo que llamamos materiales biofuncionalizados, o materiales avanzados puramente sintéticos con actividades biológicas deseables y específicas, lo que llamamos materiales bioinstructivos.

¿Cómo definiría la biomineralización de un material?

Este es un concepto tradicional en el campo de los biomateriales en general y de los materiales dentales en particular. Un material se biomineraliza para una aplicación biomédica cuando es capaz de inducir la formación de fosfatos de calcio en su superficie cuando es expuesto al medio fisiológico o a soluciones iónicas especialmente preparadas en el laboratorio para tal efecto. El fosfato de calcio de biomineralización suele ser la hidroxiapatita, puesto que es el componente mineral de los tejidos duros (hueso, dentina, esmalte y cemento dentales) y tiene capacidades bioinstructivas, es decir, que puede por sí misma señalizar al sistema inmunológico, reparador y regenerador de nuestro cuerpo la formación de estos tejidos duros. De hecho, la biomineralización de materiales sintéticos ha sido una de las primeras estrategias de bioactivación de materiales a la que nos referíamos anteriormente.

"Hemos desarrollado tanto recubrimientos con péptidos como lacas fotocurables que se pueden aplicar a voluntad sobre superficies dentales o de biomateriales que garantizan la pervivencia de una barrera biológica que impide el ingreso de bacterias en las interfaces entre los materiales y los tejidos periimplantarios y/o periodontales".

¿Qué me puede decir de los dos libros que ha publicado?

Son muy diferentes entre ellos, pero ambos subrayan el hecho de que soy un ingeniero biomédico en academia, es decir, que me dedico a la docencia e investigación en biomateriales. Uno de ellos es un texto docente sobre metales ligeros, que incluye un extenso capítulo sobre el titanio, el material con el que se fabrican los implantes dentales y que fue base de mis estudios doctorales. El otro es un libro dirigido a investigadores en el campo de los biomateriales de biomineralización. Consiste en una puesta al día de los últimos avances en esta área con especial énfasis en su aplicación al campo de la odontología y la cirugía ortopédica.

¿Tiene el Máster en Investigación aplicaciones prácticas en la consulta?

Sin duda. El descubrimiento del método científico y cómo se genera el nuevo conocimiento permite al odontólogo una interpretación y análisis de la práctica clínica y de las tecnologías y materiales que se emplean que incluye respuestas al porqué de su uso, o con qué certidumbre (o incertidumbre) se incorporan las innovaciones en la práctica diaria. Asimismo, y dependiendo del tema del proyecto de investigación que el estudiante en concreto realice para graduarse en el máster, y teniendo en cuenta que el estudiante tiene cierta libertad en la elección del mismo, los propios resultados de esta investigación pueden tener implicaciones directas en su consulta.

¿Cuáles son los retos actuales de la investigación en Odontología?

Son innumerables, pero me gustaría destacar un par de ellos. El primero sería la implementación incremental de la odontología personalizada a través del empleo de la fabricación de prótesis y materiales con manufactura aditiva y bioimpresión o por la aplicación de la biotecnología en la terapia genética. También tenemos por delante el gran reto de la exploración continua de conexiones entre la medicina y la odontología, como por ejemplo el desarrollo de estrategias transversales de prevención de la infección de implantes y dispositivos transmucosos, tales como los implantes dentales, los catéteres o las prótesis oseointegradas para amputados o por medio del diagnóstico de enfermedades sistémicas en la boca.   

 

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