Comparación entre dentina bovina y humana sometidas a proceso de desmineralización/remineralización y efectos de la aplicación de nanohidroxiapatita funcionalizada con proantocianidina sobre dentina humana
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Enrich Essvein, TattianaEditorial
Universidad de Granada
Director
González López, SantiagoDepartamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Medicina Clínica y Salud PúblicaFecha
2024Fecha lectura
2024-04-12Referencia bibliográfica
Enrich Essvein, Tattiana. Comparación entre dentina bovina y humana sometidas a proceso de desmineralización/ remineralización y efectos de la aplicación de nanohidroxiapatita funcionalizada con proantocianidina sobre dentina humana. Granada: Universidad de Granada, 2024. [https://hdl.handle.net/10481/92446]
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Tesis Univ. Granada.Resumen
El primer paso para llevar a cabo las investigaciones sobre nuevas estrategias
preventivas y terapéuticas dentales es conseguir simular las lesiones cariosas en
laboratorio. Aunque los métodos in vitro tienen limitaciones, el modelo de ciclaje de pH
es capaz de replicar la dinámica de pérdida y ganancia de los minerales de manera similar
a la dentina afectada por caries. Por otro lado, con el progreso de los métodos de
odontología conservadora, hoy en día, supone un gran desafío obtener una cantidad
adecuada de dientes humanos en buen estado para el uso en investigaciones in vitro.
Una alternativa utilizada en las investigaciones es el uso del diente bovino como sustituto
del diente humano. No obstante, aún no existen estudios que analicen el
comportamiento de la dentina bovina mediante el método de producción artificial de
caries ni se han examinado las posibles diferencias en comparación con la dentina
humana. Por lo tanto, es importante investigar las propiedades químicas, estructurales
y la respuesta mecánica de la dentina bovina para evaluar su idoneidad como alternativa
a los dientes humanos en las investigaciones en laboratorio.
Además de la importancia de encontrar un sustrato ideal para las investigaciones
odontológicas in vitro, los estudios actuales siguen buscando un tratamiento que
asegure la longevidad de las restauraciones dentales y el fortalecimiento de la dentina
afectada por caries. Dada la creciente atención hacia enfoques más sostenibles, el uso
de nanohidroxiapatita funcionalizada con proantocianidina se presenta como una
alternativa prometedora para el tratamiento de la dentina, puesto que podría actuar
tanto en la parte orgánica como inorgánica de la dentina debido a su mecanismo de
acción dual como agente remineralizante y como agente reticulante del colágeno.
Aunque ya se había confirmado la estabilidad de este nanomaterial, no se había
evaluado aún su eficacia específicamente como un tratamiento en la dentina.
Teniendo en cuenta las consideraciones mencionadas anteriormente, la presente
tesis doctoral está dividida en tres capítulos. En el primer capítulo se comparó la composición química, microestructural y las propiedades mecánicas de la dentina
humana y bovina sometidas a un proceso de desmineralización/remineralización por el
método de ciclaje de pH. Como los resultados de esta primera parte mostraron que la
dentina humana y bovina son diferentes en términos de microestructura, composición
química, resistencia mecánica y en su respuesta al proceso de
desmineralización/remineralización, decidimos utilizar el diente humano como sustrato
para las siguientes fases del trabajo.
En el segundo capítulo de esta tesis doctoral, se sintetizaron y caracterizaron
nanopartículas de hidroxiapatita (funcionalizadas o no) con proantocianidina y se
evaluaron sus posibles efectos sobre la dentina humana desmineralizada por el método
de ciclaje de pH. Dado que los resultados obtenidos mostraron que la nanohidroxiapatita
funcionalizada con proantocianidina puede promover la remineralización al mismo
tiempo que mejora la estabilidad del colágeno en dentina desmineralizada, decidimos
utilizar esas nanopartículas en la tercera fase del trabajo.
En el tercer capítulo de esta tesis doctoral, se evaluó el efecto de la
nanohidroxiapatita funcionalizada con proantocianidina utilizada como un primer en
diferentes concentraciones sobre la resistencia a la microtensión y la actividad
enzimática endógena en dentina humana sometidas a ciclaje de pH tras 24 h y 6 meses
de envejecimiento en laboratorio. Para ello, se utilizó un sistema adhesivo de
autograbado de dos pasos. Los resultados mostraron que el pretratamiento de la dentina
con nanohidroxiapatita funcionalizada con proantocianidina aumentó la fuerza de
adhesión y redujo las actividades de MMP-2 y MMP-9 después de 6 meses.
La presente tesis doctoral finaliza con un apartado de conclusiones donde se
responden los objetivos planteados. The first step in the development of research for novel preventive and
therapeutic dental strategies is to simulate carious lesions in laboratory. Although in vitro
methods have limitations, the pH-cycling model can mimic the dynamics of mineral loss
and gain similar to caries-affected dentin. On the other hand, with the progress of
conservative dentistry methods, it is a great challenge to obtain an adequate amount of
sound human teeth for use in in vitro research. An alternative is the use of the bovine
tooth as a substitute for the human one. However, the behavior of bovine dentin by the
artificial caries production method has not yet been analyzed, nor have the possible
differences compared to human dentin been examined. Therefore, it is important to
investigate the chemical and structural properties and mechanical response of bovine
dentin to evaluate its suitability as an alternative to human teeth in in vitro
investigations.
In addition to the importance of finding an ideal substrate for in vitro dental
research, current studies are still looking for a treatment that ensures the longevity of
dental restorations and the strengthening of caries-affected dentin. Given the increasing
attention towards more sustainable approaches, the use of proanthocyanidinfunctionalized
nanohydroxyapatite is presented as a promising alternative for dentin
treatment, as it could act on both organic and inorganic components of dentin due to its
dual mechanism of action as a remineralizing agent and as a collagen cross-linking agent.
Although the stability of this nanomaterial had already been confirmed, its efficacy as a
dentin treatment had not yet been evaluated.
Based on the aforementioned issues, the present doctoral thesis is divided into 3
chapters. In the first chapter, the chemical composition, microstructural and mechanical
properties of human and bovine dentin subjected to a demineralization/remineralization
process by the pH-cycling method were compared. As the results of this first part showed
that human and bovine dentin are different in terms of microstructure, chemical
composition, mechanical strength and in their response to the demineralization/remineralization process, we have decided to use the human tooth as
a substrate for the following phases of the work.
In the second chapter of this doctoral thesis, hydroxyapatite nanoparticles
functionalized or not with proanthocyanidin were synthesized and characterized and
their possible effects on demineralized human dentin were evaluated by the pH-cycling
method. Since the results obtained showed that proanthocyanidin-functionalized
nanohydroxyapatite can promote remineralization while improving collagen stability in
demineralized dentin, we decided to use these nanoparticles in the third phase of the
work.
In the third chapter of this doctoral thesis, the effect of proanthocyanidinfunctionalized
nanohydroxyapatite used as a primer in different concentrations on
microtensile strength and endogenous enzyme activity in human dentin subjected to pHcycling
after 24 h and 6 months of laboratory aging was evaluated. For this purpose, a
two-step self-etch adhesive system was used. The results showed that pretreatment of
dentin with proanthocyanidin-functionalized nanohydroxyapatite increased the bond
strength and reduced MMP-2 and MMP-9 activities after 6 months.
This doctoral thesis ends with a conclusion section where the objectives are
answered.