Nuevas líneas de investigación

El estudio de la capacidad de determinados grupos celulares para diferenciarse en células o tejidos óseos influye en los tratamientos implantológicos y en la regeneración ósea.

Uno de los seis factores determinantes en la osteointegración, ampliamente aceptados y descritos ya en 1981 por Albrektsson y col., es la superficie de los implantes dentales. Siguiendo las tesis de dicho autor, se puede evaluar las superficies de los implantes, no por los métodos de fabricación, sino por sus características topográficas, físicas y químicas.

• Características topográficas. Se definen como el grado de rugosidad de la superficie del implante dental y la orientación de sus irregularidades. Esta característica ha sido el tema de la mayoría de las investigaciones durante la última década. El modelo de implante, en cuanto a su macroestructura y microestructura influye en el metabolismo óseo, adhesión selectiva, proliferación, diferenciación celular, así como en la mineralización ósea^1,2. Incidiendo en la microestructura se puede inducir una más rápida e intensa formación ósea^3-5.

• Características físicas. Se refiere a la presencia en la superficie de los implantes de factores del tipo energía y carga. Así, una superficie con alta energía tiene una alta capacidad de absorción y, por lo tanto, el implante tendría supuestamente más capacidad de osteointegración en comparación con implantes de más baja energía.

La mayoría de los estudios in vitro e in vivo, muestran la importancia de las características fisicoquímicas y topográficas de las superficies de los implantes, puesto que contribuyen en la osteoconductividad y por tanto en la formación ósea alrededor de la fijación.

• Características químicas. Este aspecto es cada vez más importante y se define como "la característica de un implante que le permite formar una unión con los tejidos vivos".

Dependiendo de esta composición química, la superficie del implante provoca diferentes reacciones en el hueso que la rodea, dando lugar al concepto de superficie bioactiva. Esta se define como "la capacidad de un material para estimular mediante enlaces químicos (intercambios de moléculas) la formación de hueso sobre la superficie de un implante". Concretamente, se basa en transformar materiales bioinertes sin capacidad osteogénica, mediante diferentes tipos de tratamientos de superficie, en materiales bioactivos.

El objetivo de este cambio es promover la osteointegración, favoreciendo la adhesión selectiva de las células, la proliferación y diferenciación, y actuar sobre el sustrato óseo para acelerar la cicatrización y conferir una mayor estabilidad al implante durante la curación, permitiendo una carga protésica más rápida.

Estos avances están dirigidos a crear superficies de implantes que induzcan la formación ósea per se o mediante la incorporación de sustancias bioactivas. Estas sustancias incorporadas pueden ser proteínas, moléculas sintéticas o factores de crecimiento, que pretenden imitar el ambiente del hueso: matriz orgánica (colágeno) y matriz inorgánica (CaP), con el fin de mejorar la superficie del implante y fomentar la respuesta biológica adecuada^6,7. Habitualmente la biología ósea del implante es suficiente, pero en ocasiones la necesidad de tratar defectos de magnitudes y localizaciones desfavorables ha llevado a que se estimule enormemente la búsqueda de sustitutivos óseos. A pesar de que existen numerosos tipos de biomateriales, desde hace años se han desarrollado nuevas alternativas como los factores de crecimiento PRP y PRF, los cuales aportan propiedades mecánicas específicas y actúan como andamiaje para la invasión de hueso desde el hueso adyacente. Sin embargo, estos factores de crecimiento presentan una serie de limitaciones, ya que los datos obtenidos en cuanto a la capacidad de este biomaterial para regenerar tejido óseo son poco concluyentes, y exite la posibilidad de que puedan aumentar el riesgo de aparición de tumores^8-11.

A pesar de la gran variedad de superficies de implantes dentales existentes en el mercado, la adhesión de proteínas plasmáticas y modificaciones químicas sobre las superficies implantarias parece favorecen la formación ósea más rápida y en mayor cantidad, lo que podría conferir una mayor estabilidad durante el proceso de curación ósea, permitiendo una carga protésica en momentos más precoces del implante.

Teniendo en cuenta que los implantes dentales en la actualidad se colocan también en zonas comprometidas en cuanto a cantidad y calidad ósea, las superficies bioactivas son una herramienta que puede ser clave en el éxito de la implantología en el futuro.

Una vez conseguido el aumento de la rugosidad del implante y la inmovilización de moléculas que confieren la bioactividad a la superficie, y debido a las limitaciones encontradas en la literatura en la regeneración de grandes defectos, un enfoque diferente con terapia celular podría tener aplicación en casos de tratamientos de necrosis óseas o pobre vascularización del mismo como osteorradionecrosis y osteonecrosis por bifosfonatos.

Se trata de utilizar el poder osteoinducitivo de proteínas como la BMP-2 para lograr la diferenciación de células madre del tejido adiposo hacia líneas celulares osteogénicas, aprovechando la gran capacidad de estas células, de control, diferenciación y proliferación tras su aplicación en el lecho receptor^12-17.

Así, se actúa sobre las tres formas en que la ingeniería tisular puede alcanzar su último fin, es decir, la regeneración o reparación del tejido perdido, en este caso, el tejido óseo. Estas tres formas o vías son:

• Medio de conducción. Técnica que utiliza biomateriales en una forma pasiva para facilitar el crecimiento o la capacidad regenerativa del tejido existente. Es ejemplo de la técnica de regeneración ósea guiada.

• Medio de inducción. Se activan células en la proximidad del defecto por medio de una señalización biológica específica. Está basada, en el caso de regeneración de tejido óseo, en la utilización de las proteínas morfogenéticas óseas (BMPs) que ahora existen en forma recombinante gracias a las técnicas de biotecnología.

• Medio de trasplante de células. Consiste en tomar células progenitoras del paciente y cultivarlas in vitro. Cuando se tiene una cantidad suficiente, se reimplantan en la zona de los tejidos a regenerar. Esto es importante ya que se ha demostrado que las células progenitoras de hueso disminuyen con la edad, lo cual es un inconveniente para los injertos de tejido óseo en los pacientes de mayor edad, que con frecuencia son los más necesitados de esta regeneración.

Estos tres parámetros coinciden con lo descrito en la literatura como las bases de la ingeniería tisular, que descansa sobre tres pilares: la utilización de andamios o "scaffolds", las señales osteoprogenitoras o de llamada selectiva, y la utilización de células.

Las limitaciones en los procedimientos actuales han llevado a la búsqueda de nuevos enfoques como la "terapia celular", cuyo origen se basa en las células madre; de esta forma, se permite la regeneración de tejidos dañados como el tejido óseo mediante el empleo de biomateriales biodegradables (materiales osteoconductivos que sirven como andamiaje temporal). Esta terapia permite el crecimiento y diferenciación celular de células multipotentes como las células madre adultas, puesto que poseen: capacidad de control de diferenciación y proliferación en andamios antes de su implantación en el lecho receptor, son responsables de la formación de todas las estructuras dentales, orales y craneofaciales, son de naturaleza inmunocompatible y no hay problemas éticos relacionados con su uso.

Un análisis comparativo entre células madre derivadas del tejido adiposo (ADSC) y del tejido óseo (BMSC) indica que las ADSC presentan una tasa de proliferación celular mayor, potencial de diferenciación similar a BMSC, fácil acceso y aislamiento. Esas características hacen que este tejido sea una estructura ideal para la obtención de células madre^18-20.

Son muchos los estudios que demuestran la multipotencialidad in vitro de este tipo de células madre debido a su origen mesodérmico. La ingeniería de tejidos óseos es tal vez la aplicación más ampliamente investigada, por diversos motivos. Entre estos motivos están la capacidad de las ADSC para secretar factores de crecimiento osteoinductivos como las IGF, tener excelentes características osteogénicas, inducir la formación de nuevo hueso similar en cuanto a la cantidad inducida por cualquiera de las células madre obtenidas de la medula ósea u osteoblastos, inducir la formación de hueso y secreción de osteocalcina, semejante a las células madre derivadas del tejido óseo y porque, además, parece ser que junto con la aparición de hueso aparecen nuevos vasos sanguíneos^21-25.

Conclusiones
Las propiedades físicas, químicas y topográficas de los implantes dentales favorecen la oseointegración, por lo que conocer estas características ayuda a obtener mejores resultados en los tratamientos. El conocimiento de los mecanismos biológicos de diferenciación y proliferación celular permitirán en un futuro el desarrollo de nuevas técnicas en el campo de la odontología.
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1. DDS, PhD, Profesora Colaboradora del Máster de Implantología, Periodoncia y Cirugía Bucal ISEO (Instituto Superior de Especialidades Odontológicas), Universidad de Alcalá de Henares, Madrid (España).
2. MD, DDS, PhD, Vicerector Académico ISEO, Director del Máster de Cirugía, Periodoncia e Implantología de la Universidad de Alcalá de Henares.
Contacto: aarestiallende@hotmail.com
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Referencias
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