Materiales compuestos de vidrio bioactivo mesoporoso funcionalizados con zinc para aplicación en endodoncia regenerativa

• Autores: María del Carmen Jiménez Sánchez
• Directores de la Tesis: Juan J. Segura Egea (codir. tes.), María Aránzazu Díaz Cuenca (codir. tes.), Jenifer Martín-González (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Número de páginas: 238
• Tribunal Calificador de la Tesis: R. Osorio Ruiz (presid.), Benito Sánchez Domínguez (secret.), Leopoldo Forner Navarro (voc.), Francisco Javier Rodríguez Lozano (voc.), Guillermo Machuca-Portillo (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Salud por la Universidad de Jaén y la Universidad de Sevilla
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Cirugía
      • Ortodoncia-estomatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • Los tratamientos endodóncicos regenerativos REPs, de base biológica presentan resultados impredecibles en cuanto a la capacidad de desarrollo radicular, así como a la formación de nuevo tejido pulpar. Una posible mejora podría conseguirse al reconstruir el microambiente favorable para las células que intervienen en el proceso de regeneración, mediante la utilización de protocolos estandarizados y el uso de biomateriales. En el presente trabajo de Tesis Doctoral se ha estudiado la síntesis y caracterización de biomateriales de vidrio bioactivo mesoporoso (MBG) incorporando Zinc (MBG-Zn) y su integración en estructuras híbridas colágeno-MBG-Zn, así como de materiales compuestos de MBG y de cemento endodóncico del tipo agregado de trióxido mineral (MTA), MTA-MBG-Zn. Se ha buscado obtener biomateriales avanzados con propiedades biomiméticas con el tejido del complejo pulpo-dentinario. Así, se ha conseguido la preparación de materiales de naturaleza vítrea en el sistema composicional SiO2-CaO-P2O5-ZnO, con contenido de hasta un 9.5% molar de Zinc, manteniendo las características estructurales y texturales de materiales mesoporosos (superficie específica de hasta 286 m2 g-1 y volumen total de poro de 0.25 cm2 g-1). El procesado de piezas de biomaterial compuesto de biopolímero de colágeno y biocerámico MBG resultó en la incorporación de material vítreo MBG y MBG-Zn entre 5 y 15% en la matriz biopolimérica de colágeno. La caracterización realizada mostró la consecución de piezas compuestas con una distribución homogénea del material vítreo en forma de micropartículas sin modificación del entramado poroso y la microestructura del polímero de colágeno, respecto a un material control producido por colágeno como único componente. Igualmente, con la incorporación del material vítreo MBG se redujeron las propiedades de capacidad de absorción de fluido y cinética de biodegradación, y en mayor medida para el caso de incorporación del vidrio funcionalizado con Zn, C-15MBG-Zn. Estas propiedades implican una mayor estabilidad del material. Para su evaluación biológica, se han llevado a cabo ensayos in vitro de viabilidad y diferenciación celular con células madre de la pulpa dental humana hDPSCs, resultando todos los biomateriales biocompatibles y, destacando de nuevo el biomaterial funcionalizado con Zn, C-15MBG-Zn, en términos de mayor capacidad de mineralización y de actividad de fosfatasa alcalina. Por último, se desarrolló una formulación de cemento endodóncico bioactivo incorporando un 15% de MBG-Zn al cemento comercial MTA ProRoot (Dentsply). La nueva formulación, MTA-MBG-Zn, resultó en una disminución del tiempo final de fraguado y en la aceleración de la respuesta bioactiva en el ensayo realizado con fluido corporal simulado (SBF). Esta mejora en el tiempo de fraguado se ha correlacionado con el aumento de la superficie específica del material precursor en formato de partículas. Además, la incorporación de MBG en la formulación da lugar a otro efecto muy interesante como es la disminución en la cinética de biodegradación al medio de los productos iónicos de los elementos aluminio y bismuto. Finalmente, los ensayos de biocompatibilidad con células hDPSCs indicaron excelente viabilidad y actividad de ALP para la formulación MTA-MBG-Zn ensayada.

    Se puede concluir que los resultados presentados han mostrado la posibilidad de obtener dos tipos de biomateriales compuestos con características potencialmente avanzadas para su posible aplicación futura en tratamientos endodóncicos regenerativos.