CA­SO CLÍ­NI­CO

In­tro­duc­ción del ca­so

El Dentista Moderno - - Revisión De La Literatura -

La Bio­lo­gía ce­lu­lar ha si­do el en­fo­que pre­do­mi­nan­te en la re­ge­ne­ra­ción de los dien­tes. Las cé­lu­las di­so­cia­das del ger­men de los dien­tes de ra­ta o por­cino, pro­du­je­ron pre­cur­so­res de den­ti­na y es­mal­te4. Bro­tes de cé­lu­las den­ta­les y cé­lu­las os­teo­pro­ge­ni­to­ras de mé­du­la ósea, fue­ron co­lo­ca­dos en co­lá­geno, PLGA o pro­teí­na silk ac­tuan­do co­mo an­da­mio prin­ci­pal, e in­du­je­ron te­ji­dos si­mi­la­res a dien­tes, hue­so al­veo­lar y li­ga­men­to pe­rio­don­tal7. El epi­te­lio oral em­brio­na­rio y el me­sén­qui­ma adul­to re­gu­lan jun­tos los ge­nes de la odon­to­gé­ne­sis por in­duc­ción mu­tua, pro­du­cien­do así es­truc­tu­ras den­ta­les y per­mi­tien­do el tras­plan­te de hue­so man­di­bu­lar8. Cé­lu­las mul­ti­po­ten­tes de la pa­pi­la api­cal den­tal de mues­tras to­ma­das a par­tir de in­ci­si­vos por­ci­nos, co­lo­ca­dos en fos­fa­to tri­cál­ci­co, ge­ne­ran te­ji­dos blan­dos y mi­ne­ra­li­za­dos que se ase­me­jan al li­ga­men­to pe­rio­don­tal18. Epi­te­lio oral de ra­tón E14.5 y me­sén­qui­ma den­tal fue­ron re­cons­trui­dos en gel de co­lá­geno y se cul­ti­va­ron ex vi­vo y cuan-

do se im­plan­ta­ron en la ex­trac­ción del mo­lar su­pe­rior en ra­to­nes de 5 se­ma­nas de edad se pro­du­jo la mor­fo­gé­ne­sis del dien­te y se­gui­da­men­te la erup­ción. Va­rios es­tu­dios han co­men­za­do a abor­dar se­me­jan­te ta­rea en­fo­ca­da al dien­te hu­mano39. La re­ge­ne­ra­ción de los dien­tes por tras­plan­te de cé­lu­las es un en­fo­que me­ri­to­rio. Sin em­bar­go, hay cier­tos obs­tácu­los que de­be­mos te­ner en cuenta. Las cé­lu­las ger­mi­na­les em­brio­na­rias xe­no­gé­ni­cas (de ori­gen no hu­mano) pue­den pro­vo­car re­cha­zo in­mu­ni­ta­rio y di­mor­fo­gé­ne­sis (desa­rro­llo de es­truc­tu­ras abe­rran­tes) de los dien­tes. Las cé­lu­las ger­mi­na­les au­tó­lo­gas (del mis­mo pa­cien­te) post­na­ta­les ( por ejem­plo, los ter­ce­ros mo­la­res) o cé­lu­las ma­dre au­tó­lo­gas de la pul­pa den­tal, son de dis­po­ni­bi­li­dad li­mi­ta­da. Has­ta ha­ce po­co, el cos­to ex­ce­si­vo de la co­mer­cia­li­za­ción y las di­fi­cul­ta­des en la apro­ba­ción re­gla­men­ta­ria han im­pe­di­do la re­ge­ne­ra­ción de los dien­tes. Se fa­bri­có un an­da­mio anató­mi­co con mi­cro­ca­na­les in­ter­co­nec­ta­dos (diá­me­tro, 200 \ mu m) co­mo con­duc­tos pa­ra el hos­pe­dar las cé­lu­las en­dó­ge­nas y per­mi­tir la an­gio­gé­ne­sis. Fue re­ge­ne­ra­do de nuevo, li­ga­mien­to pe­rio­don­tal y hue­so al­veo­lar, en este an­da­mio pre­for­ma­do, per­mi­tien­do una bue­na in­te­gra­ción con el hue­so al­veo­lar na­ti­vo a las 9 se­ma­nas de im­plan­ta­ción in vi­vo. “Cell ho­ming by stro­mal-de­ri­ved fac­tor-1” (SDF1) y el “bo­ne morp­ho­ge­ne­tic pro­tein 7” (BMP7) son las en­car­ga­das de re­clu­tar las cé­lu­las en­dó­ge­nas y per­mi­tir la an­gio­gé­ne­sis. Es­tos ha­llaz­gos re­pre­sen­tan la pri­me­ra de­mos­tra­ción de la for­ma­ción de un dien­te nuevo y la in­te­gra­ción pe­rio­don­tal in vi­vo, y pue­de pro­por­cio­nar un en­fo­que clí­ni­ca­men­te tra­du­ci­ble.

Ma­te­ria­les y mé­to­dos

Di­se­ñan­do im­pre­so­ras 3D pa­ra la con­fec­ción de es­truc­tu­ras “an­da­mio” den­ta­les. La for­ma anató­mi­ca y las di­men­sio­nes del in­ci­si­vo cen­tral de una ra­ta se de­ri­va­ron de múl­ti­ples “cor­tes” del es­ca­neo 2D del in­ci­si­vo de ra­ta ex­traí­do40. Se cons­tru­ye­ron an­da­mios con la for­ma del in­ci­si­vo cen­tral man­di­bu­lar de la ra­ta41a y el pri­mer mo­lar man­di­bu­lar hu­mano41b, fa­bri­ca­do vía 3D apo­si­ción ca­pa por ca­pa. El com­pues­to con­sis­tió en 80% en pe­so de po­li­ca­pro­lac­to­na (PCL) y 20% en pe­so de hi­dro­xia­pa­ti­ta (HA). PCL-HA se co-fun­dió a 120 ° C y se dis­pen­só a tra­vés de una bo­qui­lla de me­tal de ca­li­bre 27 pa­ra crear mi­cro­trans­duc­tos 3D ( gro­sor de la pa­red de 200 μm) y una in­ter­co­ne­xión de mi­cro­ca­na­les (diam., 200 \ mu m) d.

41c, En­vian­do se­ña­les bio­ac­ti­vas en los mi­cro­ca­na­les. To­dos los an­da­mios se es­te­ri­li­za­ron en óxi­do de eti­leno du­ran­te 24 ho­ras. Se mez­cló SDF1 (100 ng / ml) y BMP7 (100 ng / ml) y se co­lo­có en 2 mg / ml de so­lu­ción de co­lá­geno ti­po I neu­tra­li­za­da. Se se­lec­cio­nó SDF1 de­bi­do a sus efec­tos pa­ra unir­se a los re­cep­to­res CXCR4 de múl­ti­ples li­na­jes ce­lu­la­res, in­clu­yen­do cé­lu­las ma­dre / pro­ge­ni­to­ras me­sen­qui­ma­les. BMP7 fue se­lec­cio­na­do por sus efec­tos so­bre las cé­lu­las de la pul­pa den­tal, los fi­bro­blas­tos y los os­teo­blas­tos en la ela­bo­ra­ción de una mi­ne­ra­li­za­ción42. Las do­sis de SDF1 y BMP7 se es­co­gie­ron del tra­ba­jo in vi­vo43. Con el co­lá­geno car­ga­do con SDF1 y BMP7, la so­lu­ción se in­fun­dió en los mi­cro­ca­na­les del an­da­mio por mi­cro­pi­pe­tas (N = 11 pa­ra an­da­mios in­ci­si­vos de ra­ta, N = 11 pa­ra hu­ma­nos Mo­la­res), y se pro­du­jo el “cross­link” (for­ma­ción de en­la­ces mo­le­cu­la­res) a 37° C du­ran­te 1 h41e,f. Los an­da­mios del gru­po con­trol se in­fun­die­ron con el mis­mo gel de co­lá­geno, pe­ro sin el fac­tor de cre­ci­mien­to (N = 11 pa­ra an­da­mios in­ci­si­vos de ra­ta; N = 11 pa­ra an­da­mios mo­la­res hu­ma­nos). Re­ge­ne­ra­ción de dien­tes “in vi­vo”. A con­ti­nua­ción se mues­tran los re­sul­ta­dos vi­sua­les de cre­ci­mien­to e in­te­gra­ción ce­lu­lar y ti­su­lar me­dian­te los an­da­mios pre­cons­trui­dos44. Des­pués de la apro­ba­ción de IACUC, 22 ma­chos (12 se­ma­nas de edad) se di­vi­die­ron al azar en tra­ta­mien­to. Se uti­li­zó PMMA ( po­li me­ta­cri­la­to de me­ti­lo) el cual per­mi­te la pos­te­rior des­mi­ne­ra­li­za­ción de los an­da­mios y sec­cio­nó a 5 μm, pa­ra una pos­te­rior tin­ción con he­ma­to­xi­li­na y eo­si­na (H& E) y la tin­ción de von Kos­sa (VK). Se pro­ce­dió a la cuan­ti­fi­ca­ción de los va­sos san­guí­neos y cé­lu­las, asi co­mo la es­truc­tu­ra ge­ne­ral de­ri­va­da en los an­da­mios de in­ci­si­vo de ra­ta45j y de los an­da­mios mo­la­res hu­ma­nos46g, ana­li­zan­do pos­te­rior­men­te un es­tu­dio T nor­mal de dis­tri­bu­ción de da­tos com­pa­rán­do­los con el gru­po con­trol y con al­fa de 0,05.

Re­sul­ta­dos

Re­ge­ne­ra­ción den­tal sin tras­plan­te ce­lu­lar. El lu­gar de ex­trac­ción man­di­bu­lar del in­ci­si­vo, re­pre­sen­ta la dia­na de re­ge­ne­ra­ción den­ta­ria.

Los “an­da­mios” con for­ma de in­ci­si­vo, son in­te­gra­dos en la man­dí­bu­la de ra­ta y hay mues­tras de cre­ci­mien­to exi­to­so de los te­ji­dos cir­cun­dan­tes al roe­dor de la es­truc­tu­ra y den­tro de los ca­na­les de la es­truc­tu­ra, for­mán­do­se un nuevo dien­te a par­tir de las cé­lu­las45a. En el mo­men­to de la ex­trac­ción del “an­da­mio ba­se”, des­pués del cre­ci­mien­to exi­to­so del dien­te nuevo, fue im­po­si­ble no efec­tuar al­gún da­ño al te­ji­do cir­cun­dan­te, por tan­to es pre­fe­ri­ble que ha­ya una me­jo­ra en las téc­ni­cas de ex­trac­ción del an­da­mio ba­se44. Mi­cros­có­pi­ca­men­te, los an­da­mios mos­tra­ron cre­ci­mien­to de te­ji­dos de di­fe­ren­tes na­tu­ra­le­zas, to­das pro­pias pa­ra la for­ma­ción de un dien­te óp­ti­mo: Hue­so al­veo­lar na­ti­vo in­te­gra­do ( b), hue­so de nue­va ge­ne­ra­ción (nb) y te­ji­do fi­bro­so pre­cur­sor del li­ga­men­to pe­rio­don­tal ( pdl) 45a. El hue­so de nue­va ge­ne­ra­ción (nb) cre­ció exi­to­sa­men­te en y en­tre to­dos los mi­cro­ca­na­les del an­da­mio pre­for­ma­do (s) 45a. Este hue­so de nue­va ge­ne­ra­ción (nb) ob­tu­vo un cre­ci­mien­to mag­ni­fi­cen­te y de bue­na es­truc­tu­ra­ción, sien­do así que se for­ma­ron tra­bé­cu­las de hue­so45b con cé­lu­las in­crus­ta­das pre­cur­so­ras de os­teo­ci­tos ma­du­ros. El pre­cur­sor de li­ga­men­to pe­rio­don­tal mos­tra­ba tam­bién fi­bro­blas­tos y es­truc­tu­ras de co­lá­geno óp­ti­mas ( pdl) 45b. Se­gún la pre­pa­ra­ción de Von Kos­sa, el hue­so de nue­va ge­ne­ra­ción (nb) mos­tra­ba una muy bue­na mi­ne­ra­li­za­ción45c. Aun­que las cé­lu­las po­bla­ron los mi­cro­ca­na­les en los an­da­mios del gru­po con­trol sin fac­to­res de cre­ci­mien­to45c, el cre­ci­mien­to ce­lu­lar fue sig­ni­fi­ca­ti­va­men­te ma­yor ( p<0.01)45f en los gru­pos con SDF1 y BMP745e. La an­gio­gé­ne­sis tu­vo lu­gar en am­bos gru­pos h,

45g, pe­ro en gru­po con SDF1 y BMP7, ela­bo­ró mu­chos más va­sos san­guí­neos y de me­jor es­truc­tu­ra que el gru­po con­trol ( p<0.05) 45i. Los nú­me­ros de las cé­lu­las y los va­sos san­guí­neos re­clu­ta­dos se cuan­ti­fi­ca­ron en 3 lu­ga­res di­fe­ren­tes a lo lar­go de to­da la lon­gi­tud de la raíz del in­ci­si­vo man­di­bu­lar de ra­ta: la re­gión su­pe­rior de la cres­ta al­veo­lar, la re­gión me­dia y la re­gión in­fe­rior del ápi­ce de la raíz45j. -Re­ge­ne­ra­ción den­ta­ria ec­tó­pi­ca sin tras­plan­te ce­lu­lar-An­da­mios mo­la­res hu­ma­nos im­plan­ta­dos. Mi­cros­có­pi­ca­men­te hu­bo un cre­ci­mien­to ce­lu­lar en los mi­cro­ca­na­les del an­da­mio, sin fac­to­res de cre­ci­mien­to46a. Cuan­ti­ta­ti­va­men­te, al com­bi­nar SDF1 y BMP746b, este cre­ci­mien­to ce­lu­lar fue sig­ni­fi­ca­ti­va­men­te su­pe­rior que en el gru­po con­trol ( p<0.01) 46c. La an­gio­gé­ne­sis se pro­du­jo en am­bos gru­pos (Figs. 4A, 4B), pe­ro en el gru­po con SDF1 y BMP7, se ob­tu­vie­ron mu­chos más va­sos san­guí­neos y de me­jor ca­li­dad ( p<0.05) 46d. Se­gún Von Kos­sa, se mos­tró una mi­ne­ra­li­za­ción co­rrec­ta46e, f. Fue­ron ana­li­za­das di­fe­ren­tes se­cio­nes de la raíz del mo­lar hu­mano con­te­ni­do en el an­da­mio, pa­ra cuan­ti­fi­car la an­gio­gé­ne­sis y la den­si­dad ce­lu­lar: par­te co­ro­nal, me­dia­na y axial46g.

Dis­cu­sión

Este es­tu­dio re­pre­sen­ta el pri­mer en­sa­yo exi­to­so de la for­ma­ción de un dien­te nuevo e in vi­vo me­dian­te cé­lu­las vi­vas de nue­va ge­ne­ra­ción. El po­ten­cial pa­ra la crea­ción de di­chas es­truc­tu­ras, re­si­de no so­la­men­te en la ca­pa­ci­dad de al­ber­gar es­tas cé­lu­las en los an­da­mios de mi­cro­ca­na­les, sino tam­bién en la ca­pa­ci­dad pa­ra la for­ma­ción de hue­so al­veo­lar y li­ga­men­to pe­rio­don­tal. La for­ma­ción de dien­tes re­quie­re una con­jun­ción y con­den­sa­ción de cé­lu­las de múl­ti­ples li­na­jes47. El li­ga­men­to pe­rio­don­tal pu­tati­vo ob­ser­va­do y el hue­so al­veo­lar re­cién for­ma­do su­gie­ren la ca­pa­ci­dad de SDF1 y / o BMP7 pa­ra re­clu­tar múl­ti­ples li­na­jes ce­lu­la­res. SDF1 es qui­mio tác­ti­co pa­ra las cé­lu­las ma­dre / pro­ge­ni­to­ras de la mé­du­la ósea y las cé­lu­las en­do­te­lia­les, am­bas crí­ti­cas pa­ra la an­gio­gé­ne­sis48. El SDF1 se une a CXCR4, un re­cep­tor de qui­mio­qui­nas pa­ra las cé­lu­las en­do­te­lia­les y cé­lu­las ma­dre / pro­ge­ni­to­ras de mé­du­la ósea49. SDF1 ha alo­ja­do cé­lu­las ma­dre pro­ge­ni­to­ras en­do­te­lia­les y me­sen­qui­ma­les, en hue­so al­veo­lar na­ti­vo, me­dian­te las es­truc­tu­ras de an­da­mio en for­ma de dien­te pre­via­men­te crea­das e im­plan­ta­das en hue­so man­di­bu­lar; mien­tras que las cé­lu­las pro­ge­ni­to­ras de te­ji­do co­nec­ti­vo fue­ron im­plan­ta­das en te­ji­do dor­sal sub­cu­tá­neo pa­ra for­mar un mo­lar hu­mano (con la ba­se es­truc­tu­ral del an­da­mio pre­for­ma­do) 50. BMP7 jue­ga pa­pel im­por­tan­te en la di­fe­ren­cia­ción os­teo­blás­ti­ca y fos­fo­ri­la­ción vía SMAD, lo que in­du­ce la trans­crip­ción de múl­ti­ples ge­nes os­teo­gé­ni­cos y odon­to­gé­ni­cos51. Aquí, BMP7 es res­pon­sa­ble del hue­so al­veo­lar de nue­va ge­ne­ra­ción mi­ne­ra­li­za­do en la ca­vi­dad de ex­trac­ción de la ra­ta y la mi­ne­ra­li­za­ción del dien­te hu­ma-

no for­ma­do de nuevo e im­plan­ta­do en el dor­so. Este es­tu­dio en cur­so ha iden­ti­fi­ca­do fac­to­res adi­cio­na­les de cre­ci­mien­to que pue­den cons­ti­tuir un con­glo­me­ra­do óp­ti­mo pa­ra la re­ge­ne­ra­ción de los dien­tes. El al­ber­gue ce­lu­lar es un en­fo­que po­co re­co­no­ci­do en la re­ge­ne­ra­ción de te­ji­dos, y ofre­ce una al­ter­na­ti­va a la re­ge­ne­ra­ción de los dien­tes. El ais­la­mien­to ce­lu­lar y la ma­ni­pu­la­ción ex vi­vo pue­de ace­le­rar los pro­ce­sos clí­ni­cos52. El di­se­ño ac­tual del an­da­mio re­pre­sen­ta una va­ria­ción de en­fo­ques en la re­ge­ne­ra­ción de dien­tes con­fian­do prin­ci­pal­men­te en ma­te­ria­les blan­dos, in­clu­yen­do co­lá­geno, PLGA, etc. La ri­gi­dez y re­sis­ten­cia me­cá­ni­ca del hí­bri­do PCL-HA es ade­cua­da pa­ra el so­por­te de car­gas53. El “Bio­prin­ting 3D” tie­ne un con­trol pre­ci­so del ta­ma­ño de po­ro, po­ro­si­dad, ri­gi­dez e in­ter­co­nec­ti­vi­dad, así co­mo unas bue­nas di­men­sio­nes anató­mi­cas. Los dien­tes del pa­cien­te pue­den ser es­ca­nea­dos me­dian­te CT o MR y im­pri­mi­dos me­dian­te 3D, for­man­do así los an­da­mios es­truc­tu­ra­les (es­tos pue­den ser per­so­na­li­za­dos pa­ra cada pa­cien­te o es­tán­da­res pa­ra un gru­po de pa­cien­tes). El pre­sen­te es­tu­dio, sien­do el pri­me­ro de su ti­po pa­ra la for­ma­ción de te­ji­dos pa­re­ci­dos a los dien­tes mues­tra que aún que­da un ran­go muy am­plio de in­ves­ti­ga­cio­nes en este do­mi­nio. Las mues­tras ce­lu­la­res (en con­di­cio­nes in vi­vo) fue­ron mez­cla­das en PMMA, porque PCL-HA no pue­de ser des­cal­ci­fi­ca­do con pa­ra­fi­na. El PMMA no per­mi­te in­mu­no­trans­fe­ren­cia por par­te de cier­tos an­ti­cuer­pos50. El in­ci­si­vo man­di­bu­lar fue re­ge­ne­ra­do bá­si­ca­men­te en su raíz y par­te sub- oclu­sal de la co­ro­na, ca­re­cien­do de una re­ge­ne­ra­ción de es­mal­te o den­ti­na. Se con­si­de­ra una re­ge­ne­ra­ción sig­ni­fi­ca- ti­va la ra­di­cu­lar y sub- oclu­sal, pu­dién­do­se aña­dir se­cun­da­ria­men­te un es­mal­te crea­do en la­bo­ra­to­rio pro­té­si­co. Se ob­tu­vo una re­ge­ne­ra­ción exi­to­sa de li­ga­men­to pe­rio­don­tal y hue­so al­veo­lar, jun­to con su in­te­gra­ción a los te­ji­dos na­ti­vos. Este ti­po de re­ge­ne­ra­cio­nes tie­nen co­mo ob­je­ti­vo un avan­ce en clí­ni­ca y un be­ne­fi­cio pa­ra el pa­cien­te52.

De­ba­te

Hay que se­guir in­ves­ti­gan­do acer­ca de la ido­nei­dad de los tra­ba­jos con cé­lu­las ma­dre en este cam­po, me­jo­ran­do los re­sul­ta­dos de al­gu­nos gru­pos ce­lu­la­res tes­tan­do su po­ten­cial in­te­rés sien­do ejem­plo de es­to los DFPC31. Hay que ser muy cui­da­do­sos en la se­lec­ción de sis­te­mas CAD/CAM bue­nos y pre­ci­sos, da­do que és­tos pue­den com­pro­me­ter en bue­na par­te la co­rrec­ta es­truc­tu­ra­ción fi­nal del dien­te pre­for­ma­do a par­tir de cre­ci­mien­to ce­lu­lar35,36. Son fuer­tes los avan­ces de la tec­no­lo­gía ITOP des­cri­ta y desa­rro­lla­da por Ant­hony Ata­la, aun así, es­tos re­sul­ta­dos pue­den ser me­jo­ra­dos con ma­yor in­ves­ti­ga­ción, pa­ra que se pue­da lo­grar la crea­ción com­ple­ta del dien­te y su in­te­gra­ción en los te­ji­dos bu­ca­les hu­ma­nos, da­do que en es­tos es­tu­dios hu­bo pro­ble­mas de re­ge­ne­ra­ción com­ple­ta de es­mal­te, po­si­ble­men­te por fal­ta de acu­ra­ción en al­guno de los pro­ce­di­mien­tos44,45,50.

Con­clu­sio­nes

Se han ob­te­ni­do gran­des re­sul­ta­dos en el cam­po de la bio­lo­gía ce­lu­lar y los sis­te­mas ITOP de bio­im­pre­sión. Es ne­ce­sa­rio un seguimiento de las in­ves­ti­ga­cio­nes pa­ra con­se­guir re­sul­ta­dos to­da­vía más avan­za­dos y pros­pe­rar en las apli­ca­cio­nes clí­ni­cas.

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