Diseño y Evaluación de Membranas Nanoestructuradas para Regeneración Ósea

Abstract

Uno de los principales retos en la Odontología actual es la regeneración de defectos y atrofias óseas. Estas deficiencias de hueso pueden estar causadas por patología infecciosa, tumoral o traumática, y dificultan o impiden la colocación de implantes osteointegrados. En determinados casos, será necesario regenerar parte del hueso de manera previa o simultánea a la colocación del implante. Para este propósito, la técnica más estudiada y con mayor respaldo científico es la Regeneración Ósea Guiada (ROG). Esta técnica requiere la utilización de una membrana, con el fin de producir una compartimentalización del defecto óseo, impidiendo así la colonización del defecto por estirpes celulares no deseadas, permitiendo, por tanto, la proliferación de osteoblastos y la regeneración del tejido óseo. En el presente trabajo hemos realizado una revisión sistemática de la literatura con metaanálisis para evaluar la eficacia clínica de las membranas existentes cuando se realiza ROG. Se ha determinado que las membranas que con más frecuencia se utilizan para este propósito, son las reabsorbibles de colágeno. Concluimos que la técnica quirúrgica se puede llevar a cabo de manera predecible, pudiendo reducir un defecto horizontal entre 3 y 4,7mm. También sabemos que existen complicaciones en un 8,4% de los casos, siendo la complicación más frecuente es la exposición e infección de la membrana. De las membranas existentes, ninguna satisface completamente las propiedades ideales de estos biomateriales y además, encontramos que la forma de evaluación de las mismas, data del año 2004 (ISO 22803:2004). Por ello, proponemos mediante una revisión narrativa de la literatura una estrategia completa y actual de análisis experimental de este tipo de membranas para ROG. Una membrana de ROG debe ser evaluada con técnicas basadas en nanotecnología desde el punto de vista tribológico, morfométrico y mecánico. Su bioactividad debe ser evaluada mediante cultivos de células de estirpe osteoblástica donde se determine su capacidad de proliferación, diferenciación y mineralización. Estudios experimentales en animal y estudios clínicos controlados y randomizados son siempre necesarios para determinar su efectividad clínica. Con objeto de mejorar este tipo de biomateriales se plantea su funcionalización con doxiciclina y se realiza una revisión sistemática de la literatura donde se revisaron los materiales que con mayor frecuencia se emplean como membranas para ROG, los antibióticos usados para su funcionalización, las distintas técnicas de dopado y su eficacia. Encontramos que existen numerosas combinaciones de funcionalización de antibióticos sobre materiales poliméricos. En todas ellas se consigue efecto antibacteriano, pero solo se han evaluado frente a cultivos de bacterias no específicas y con una única especie, lo que limita su relevancia clínica. Los ensayos en humanos son además limitados y de resultados controvertidos. Finalmente, se propone el diseño y funcionalización con cinc, doxiciclina y dexametasona de membranas poliméricas sintéticas y naturales nanoestructuradas y se realiza un análisis de su interacción con células osteoblásticas. Se determina que la funcionalización de las membranas se puede realizar de modo eficaz y sencillo. La funcionalización más ventajosa desde el punto de vista de proliferación celular es la que se realiza con doxiciclina. En ambos tipos de membranas se consigue una adecuada proliferación celular y mejora de la diferenciación osteoblástica. Se produce una marcada sobreexpresión de genes osteogénicos como BMP-2, ALP, OPG, TGFβ-1 and TGFβ-R1 y se da lugar a una ratio OPG/RANKL más favorable. Los osteoblastos cultivados en membranas poliméricas nanoestructuradas no reabsorbibles y funcionalizadas con doxiciclina presentan mayor expresión de antígenos CD54, CD80, CD86, and HLA-DR, lo que es índice de su posible capacidad inmunomoduladora.