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INTRODUCCIÓN
La odontología es una disciplina que utiliza gran variedad de biomateriales; por ello, los profesionales de esta rama deben tener un conocimiento completo de su composición, manejo e indicaciones para un correcto diagnóstico, tratamiento y prevención de las enfermedades bucodentales.
Un biomaterial dental debe entrar en contacto con tejidos vivos durante un período de tiempo; con la finalidad de completarlo y mejorar su funcionamiento, sin afectar al resto del organismo.1) La Sociedad Europea de Biomateriales lo define como “un material destinado a interactuar con sistemas biológicos para evaluar, tratar, aumentar o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del cuerpo”. Para Park y Lakes, citados por De la Macorra,2 es cualquier material utilizado en la confección de dispositivos que remplacen una parte o una función del cuerpo de manera segura, fiable, económica y fisiológicamente aceptable. Para ello, sus características deben ser similares al tejido que reemplaza y hacerlo en un medio especialmente agresivo como el oral.2
Inicialmente se concibieron, como ideales, los materiales biológicamente inertes y biocompatibles; su interacción con el esmalte o la dentina debía ser pasiva y basada en la infiltración simple. En la actualidad, los bioactivos han devenido una alternativa prometedora; sus interacciones con los tejidos del diente, sus características remineralizantes y antibacterianas, han despertado un interés creciente.
El término “bioactividad” tiene varios significados según el contexto. En la ingeniería de tejidos, se relaciona con los efectos celulares inducidos por la liberación de sustancias e iones activos del biomaterial; en su aplicación a tejidos blandos y duros. En la rama de los biomateriales, biocerámicas y vidrios bioactivos, la bioactividad de un material generalmente denota que este es capaz de formar mineral de hidroxilapatita en su superficie, in vitro e in vivo.3
Los antecedentes históricos de los biomateriales dentales y sus aplicaciones son escasos; a pesar de que la práctica de la odontología se remonta miles de años atrás. No fue hasta el siglo XIX que se desarrollaron las grandes familias de polímeros; y en el siglo XX comienza su aplicación con fines médicos.1
Aunque todavía se encuentran en una etapa relativamente temprana, se ha logrado un progreso significativo en los estudios académicos y clínicos al respecto. Estos materiales han evolucionado en su composición y han sido usados en varios campos odontológicos como la regeneración ósea, colocación de implantes, restauraciones dentales con actividad bacteriostática y bactericida, bases cavitarias, sensibilidad dentinaria, remineralización de esmalte y dentina, adhesivo dental y tratamiento endodóntico.
En 1920 se reportó, por primera vez, el uso de hidróxido de calcio como agente bioactivo, para promover la formación de un puente de dentina en una pulpa expuesta.
En 1950 Otto Schmitt se refirió, por vez primera, al estudio multidisciplinario de los mecanismos biológicos de los productos que permiten imitar la naturaleza de los tejidos.
Con los avances logrados a finales de 1960, las investigaciones del doctor Hench en regeneración ósea y la introducción de vidrios bioactivos, varios componentes generadores de bioactividad han sido implementados en la odontología.
Los avances de 1990 permitieron que se creara un cristal amorfo de fosfato de calcio con propiedades anticariogénicas, en la universidad de Melbourne, Australia.
En 2008, en Estados Unidos, se desarrolló el Biodentine, un material basado en la purificación del silicato de calcio, con mejores propiedades mecánicas y más fácil manipulación. Posteriormente, en 2010, se lanzó la resina modificada con silicato de calcio: TheraCal LC.4
En Perú, en 2022, se han reportado estudios donde se emplean los cementos de silicato de calcio como recubrimiento pulpar directo e indirecto, basado en sus propiedades antimicrobianas y beneficiosas para la protección del tejido pulpar. Además, libera mayor cantidad de calcio que el hidróxido de calcio y es menos soluble en el medio bucal.5,6
En Cuba, Ameneiros Narciandi y colaboradores7) realizaron una revisión bibliográfica sobre el uso de estos materiales en estomatología conservadora contemporánea. En Villa Clara, específicamente, no se han encontrado estudios publicados al respecto.
En este sentido, es importante estimular investigaciones sobre los compuestos bioactivos, para conocer y perfeccionar su actividad antibacteriana y de remineralización en humanos, in situ o in vivo, en escenarios clínicamente notables.
Objetivo: Sistematizar información actualizada sobre las propiedades de los materiales bioactivos restauradores en la odontología contemporánea.
MÉTODOS
Se realizó una búsqueda bibliográfica sistemática en libros y publicaciones periódicas sobre la bioactividad de los materiales dentales restauradores contemporáneos, en el período comprendido entre octubre y noviembre de 2022. Se estableció un tiempo máximo retrospectivo de 10 años para la inclusión de libros de texto y 5 años para las revistas. Sin embargo, por su interés, fueron incluidos artículos anteriores al límite de tiempo establecido.
En la búsqueda electrónica se accedió a los sitios: MEDLINE/Pubmed, Cochrane, SciELO y Scopus. Se utilizaron como palabras clave: materiales restauradores, compuestos bioactivos, remineralización y odontología.
Se encontraron 25 documentos en español e inglés que respondían a las palabras clave establecidas; y se incluyeron 17 artículos (88,2 % de actualización). Los documentos seleccionados para la revisión fueron analizados y organizados en las siguientes sesiones:
Biomateriales dentales y compuestos bioactivos. Propiedades del biomaterial ideal.
Clasificaciones
Materiales restauradores bioactivos: resinas compuestas, ionómeros, vítreos y biocerámicas.
DESARROLLO
1. Biomateriales dentales y compuestos bioactivos. Propiedades del biomaterial ideal.
El objetivo fundamental de la ingeniería biogenética es acelerar la regeneración y reparación de tejidos afectados. En este sentido, la ciencia produce nuevas terapias y desarrolla nuevos biomateriales, para restaurarlos, mejorarlos o prevenir su deterioro.4)
La evolución conceptual y técnica de los materiales: inertes, biocompatibles y, finalmente, bioactivos-regenerativos, se ha orientado hacia la prevención del daño. Estos sustituyen los tejidos dentarios por medio de mecanismos similares a los que se producen en el organismo.
Cualquier sustancia o combinación de estas, de origen natural o sintético, diseñadas para interactuar con sistemas biológicos, con el fin de tratar, aumentar o sustituir algún tejido, órgano o función del organismo humano, se considera un biomaterial. Los bioactivos son aquellos que generan una respuesta biológica, que se manifiesta en la fuerte unión química del material con los tejidos duros y blandos. En general, han sido creados para promover la liberación de calcio, sodio, silícea e iones de fosfato; los cuales reducen la actividad microbiana.
La cavidad bucal tiene un entorno complejo y dinámico; los materiales y tejidos dentales están expuestos a un amplio rango de variaciones en términos de pH, temperatura, microorganismos y nutrientes; así como a un constante intercambio de flúor, calcio y fosfato que, gracias a la acción reguladora de la saliva, genera un balance.8
No existe un biomaterial ideal, apto para todos los pacientes y situaciones. Este debería reunir las siguientes condiciones: biocompatiblilidad, cualidades organolépticas aceptables, que no se decolore ni pigmente, que pueda elaborarse en la forma deseada, con exactitud y precisión para cada indicación; que tenga resistencia mecánica específica y adecuada a cambios fisicoquímicos y bioquímicos, radiopacidad; que se pueda limpiar y/o esterilizar; buenas condiciones de almacenamiento y costo razonable.1
Según Calatrava Oramas,3) estos deberían cumplir los siguientes requisitos: la no toxicidad, la acción antibacteriana contra un amplio espectro de microorganismos y mantener un efecto duradero. Además, es muy importante que la incorporación de agentes antibacterianos no comprometa las propiedades mecánicas y ópticas del material restaurador.
El biomaterial debería promover la deposición de dentina reactiva y remineralizar la afectada, remanente, luego de la remoción parcial de la lesión cariosa. Del mismo modo, debería adherirse químicamente al esmalte y la dentina, y poseer un efecto terapéutico mediante la liberación de iones de fluoruro que se incorporen a los tejidos adyacentes; lo que haría que la estructura del diente fuera menos soluble al desafío ácido. También, su coeficiente de expansión térmica debería ser equivalente a la estructura dental, para que la masa de material tuviera suficiente estabilidad dimensional, minimizando así la ruptura marginal. No debería contraerse ni expandirse durante la polimerización. También tendría que ser insoluble en fluidos orales y evitar la erosión.
Un material excelente debe tener, además, alta resistencia al desgaste por fuerzas de impacto (oclusión y masticación); y tenacidad al desgaste por el cepillado dental. La alta solidez cohesiva a la fractura inicial y a su propagación, sería otra de sus características. Finalmente, debe tener el color de los dientes, ser de fácil pulido y manipulación en el proceso de polimerización.
Los compuestos bioactivos han surgido como una versión superior de los biomateriales dentales. Estudios realizados con compuestos de células in vitro y los modelos animales in vivo, han indicado que estos materiales antibacterianos y remineralizantes no solo poseen una citotoxicidad similar o inferior a los monómeros y resinas dentales compuestas existentes, sino que también inducen la inflamación pulpar leve y facilitan la curación del complejo dentina-pulpa.
El equipo de investigación considera que los materiales bioactivos, debido a sus propiedades remineralizantes y antibacterianas, prometen revertir la caries dental, recuperar minerales perdidos e inhibir la caries recurrente.3
2. Clasificaciones.
Existen varias clasificaciones de los biomateriales dentales. En la propuesta por De la Macorra,2) se dividen en cuatro grandes grupos: metales, cerámicas, polímeros; y otra que agrupa los compuestos, una combinación de dos o tres de los anteriores, fabricada con un fin específico; ejemplo de ello son las resinas compuestas.
-Los metales son utilizados en diferentes aplicaciones. Con estos se fabrica la mayor parte de las estructuras metálicas de prótesis fijas y removibles. También se halla entre ellos la amalgama dental; que continúa aplicándose en procedimientos de odontología conservadora.
-Los polímeros agrupan la resina acrílica, los elastómeros y los poliéteres. Las resinas acrílicas son muy utilizadas como base de prótesis; mientras los elastómeros como las siliconas de adición, condensación o mezcla automática, y los polisulfuros o los poliéteres, cumplen una importante función como materiales de impresión.
-Las cerámicas bioinertes se usan, principalmente, para confeccionar coronas de porcelana y las bioactivas se pueden emplear como sustitutos óseos.
-Las resinas compuestas son ampliamente aplicadas en odontología conservadora. Suelen utilizarse tanto para reconstrucciones estéticas anteriores como para restauraciones de dientes posteriores.1)
Calatrava Oramas3) subdivide los materiales bioactivos a partir de: los que depositan hidroaxiapatita y remineralizan y los que estimulan la regeneración pulpar, remineralizan y depositan hidroxiapatita.
Entre los primeros se encuentran los vidrios ionoméricos, que crean una nueva capa enriquecida con iones en la interfaz de ionómero de vidrio/diente. Esta contiene iones de fosfato y calcio de los tejidos dentales, y calcio o estroncio, fosfato y aluminio del cemento de ionómero de vidrio. El proceso de remineralización crea una superficie de dentina más dura. La fractura de restauración suele ser cohesiva, dejando la capa de intercambio iónico firmemente unida a la pared de la cavidad. Los túbulos dentinarios se sellan y protegen de la penetración bacteriana. Los segundos son muy utilizados en el tratamiento de la caries profunda, que frecuentemente conduce a la exposición pulpar y requiere un tratamiento de endodoncia.
En los últimos años se ha indicado la promoción de tratamientos fundamentados en la Biología, para la eliminación parcial de caries, con el objetivo de evitar la exposición de la pulpa cariada. El hidróxido de calcio modificado con resina y los silicatos de calcio se han indicado por la facilidad de su colocación precisa, estar polimerizados y presentar una resistencia física superior. Como estarían en contacto directo con la pulpa, su citotoxicidad y biocompatibilidad son de particular importancia para conservar la vitalidad pulpar y prevenir la irritación. Otros factores claves, son la capacidad del material bioactivo para sellar la estructura del diente, la resistencia de la unión entre el material de recubrimiento pulpar y las propiedades restauradoras.3
Ladino y colaboradores4) proponen una clasificación de los materiales bioactivos según su intervención con los tejidos.
-Remineralizantes: la mineralización se define como la ganancia de material calcificado en la estructura dental, que reemplaza la perdida anteriormente por desmineralización, provocada por los ácidos y el descenso del pH. Los materiales bioactivos desarrollan un rol fundamental en este proceso, gracias al intercambio iónico que genera supersaturación de fluidos; lo cual, a su vez, provoca precipitación de iones en tejidos desmineralizados. Por otro lado, da lugar a la formación de fosfato de calcio, con el crecimiento de cristales de hidroxiapatita, no solo en la malla de colágeno extrafibrilar, también mejora las propiedades mecánicas de la red intrafibrilar.
Choi Y y colaboradores9) compararon la resistencia flexural de la dentina desmineralizada y no desmineralizada, en interacción con resinas modificadas con ionómeros vítreos, y modificadas con ionómeros y un 20 % de vidrios bioactivos, inmersos en una solución artificial de saliva. Su estudio demostró que la desmineralización y las condiciones de inmersión, tienen efecto en el comportamiento biomecánico de la dentina desmineralizada. En estas mismas condiciones, también se observó que los valores de resistencia flexural fueron mayores en los ionómeros modificados con resinas que contenían vidrios bioactivos. Las altas concentraciones de iones de calcio cerca de la interfase del material, favorece la precipitación de fosfato de calcio, al mejorar la capacidad de remineralización de los ionómeros.
-Desensibilizantes: los vidrios bioactivos se han aceptado como agentes mineralizantes y desensibilizantes en el tratamiento de la sensibilidad dentinaria. El vidrio bioactivo reacciona con la saliva para formar cristales de hidroxiapatita. Este depósito ocluye los túbulos dentinarios debido a su comportamiento físicoquímico, que lo hace un candidato loable para el proceso de mineralización dental y desensibilización; ello provoca un incremento de calcio y fosfato sobre la superficie de esmalte dental.
-Antibacterial: los componentes de estos materiales tienen la habilidad de generar un medio alcalino con pH entre 8-9, que favorece la inhibición bacteriana y la reducción de la formación de caries recurrente, gracias a los iones de zinc que provocan cambios estructurales en las proteínas de los microorganismos, y dan lugar a la muerte celular.
-Restaurativos: la incorporación de agentes bioactivos produce la mineralización de la malla de colágeno y la fosforilación de las metaloproteinasas; lo cual desempeña una función terapéutica en la restauración dental. La adición de rellenos bioactivos a los materiales restaurativos, induce la formación de cristales de apatita, al generar una interdigitación directamente proporcional a la exposición entre los vidrios bioactivos y la malla de colágeno de la dentina desmineralizada. La saliva es determinante para la liberación de fosfatos, calcio y sílice; muestra una correlación directa entre la habilidad de formar apatita, inducida por el vidrio bioactivo, y la adhesión a la dentina; penetra profundamente en los túbulos dentinarios y aumenta la fuerza de adhesividad.
3. Materiales restauradores bioactivos: resinas compuestas, ionómeros vítreos y biocerámicas.
Resinas compuestas o composites:
Las resinas compuestas pueden generar bioactividad, por medio de la modificación de su fase orgánica y la adhesión antibacterial a los monómeros, o por la adición de rellenos bioactivos; lo que provoca un mecanismo antibacterial y remineralizador. La incorporación de vidrios bioactivos en la matriz orgánica de las resinas, produce una reducción bacteriana notable altamente efectiva frente a Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Streptococcus mutans, sin alterar sus propiedades mecánicas. Esta reacción se explica por la alcalinización del medio, que promueve la precipitación de iones, silicatos, calcio, sodio y fosfato, y genera daño tisular, inhibición de enzimas bacterianas y finalmente lisis celular.(10, 11)
Ionómeros de vidrio:
El ionómero de vidrio fue uno de los primeros llamados “materiales inteligentes”, debido a su propiedad de liberar flúor y favorecer la reparación de dentina. La incorporación de agentes bioactivos como Bioglass, ha disminuido las propiedades mecánicas, por el incremento del peso del relleno, pero ha aumentado las propiedades de bioactividad.
Los vidrios bioactivos en conjunto con el ionómero, forman hidroxiapatita en la malla de colágeno expuesta al medio ácido; y mejoran las cualidades mecánicas de la dentina en el proceso de remineralización.12
La tecnología de los ionómeros vítreos imita la estructura natural de los dientes; garantiza restauraciones resistentes a las fuerzas del impacto masticatorio; por lo que los pacientes quedarían complacidos con el tratamiento.
Un ejemplo de los ionómeros vítreos bioactivos contemporáneos es Riva Light Cure; compuesto hecho de una única capa de diferentes tamaños de vidrio reactivo ultrafino. Sus propiedades bioactivas permiten restauraciones duraderas; es un paradigma por su fácil manipulación, resistencia y estética, al imitar la traslucidez del esmalte y la dentina. El relleno vítreo contiene flúor e iones de estroncio. Riva Light Cure reemplaza la dentina y se adhiere químicamente al diente sin necesidad de adhesivos ácidos, lo que reduce notablemente el riesgo de sensibilidad. Es el material ideal para tratamientos mínimamente invasivos, erosiones cervicales, abfracciones, restauraciones clase V y como forro cavitario.
Los ionómeros vítreos bioactivos son perfectos para aquellos pacientes que requieren atención rápida, como los niños, las personas con discapacidad, con problemas ortopédicos o de articulaciones temporomandibulares (ATM). Además, su alta resistencia a las manchas comunes de café, té o vino tinto, garantizan una estética duradera.13
Biocerámicas:
Las biocerámicas son compuestos bioinertes o bioactivos, con una fase cristalina embebida en una matriz amorfa residual, con gran variedad de indicaciones debido a su biocompatibilidad, estabilidad dimensional y habilidad de biomineralización. Muchas de ellas han sido investigadas y aplicadas por sus cualidades restauradoras, por su capacidad de inducir la biomineralización del diente al iniciar la reparación y regeneración del tejido dental natural y reestablecer la integridad del periodonto.14
Estos compuestos deben su bioactividad a la propiedad de adhesión a los tejidos, precipitación iónica y alcalinización del medio, lo que provee actividad antimicrobiana. Entre ellos se encuentran los silicatos, aluminatos, hidroxiapatita, zirconio, fosfato de calcio y los vidrios bioactivos.4,15
El zirconio monolítico se ha convertido en la base de la ortodoncia estética; tanto los brackets como los aros de metal y otros elementos, suelen fabricarse con aleaciones o cristales de este material; lo cual ha significado una verdadera “revolución odontológica”. Los tratamientos ortodóncicos creados a partir de este, son más cómodos y estéticos, casi imperceptibles, y lo que es más importante, no causan cuadros alérgicos a los pacientes. Este compuesto también se utiliza en el tratamiento protésico, en la rehabilitación por medio de coronas fundas, debido a sus excelentes propiedades mecánicas y su color blanco similar al de las estructuras dentales.16,17
CONCLUSIONES
Los materiales dentales restauradores utilizados tradicionalmente, resultaban relativamente inertes y reemplazaban las estructuras dentales faltantes. Los aplicados por la odontología contemporánea no solo cumplen con estas funciones, sino que también poseen propiedades terapéuticas beneficiosas. Estos promueven la precipitación e intercambio iónico; lo cual favorece la remineralización y desensibilización dentinaria. Su acción antimicrobiana evita la caries recurrente, la microfiltración bacteriana, y por tanto, favorece la longevidad de las restauraciones. Es por ello que resulta imprescindible la actualización de los profesionales de esta rama en el conocimiento y aplicación de dichos materiales, en función de ofrecer un tratamiento más eficaz.
