Respuesta de biopelículas orales subgingivales a nanomateriales desarrollados para la liberación de sustancias terapéuticas y regeneración ósea

• Autores: Jaime Bueno de Vicente
• Directores de la Tesis: David Herrera González (dir. tes.), Raquel Osorio Ruiz (dir. tes.), Mariano Sanz Alonso (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 152
• Títulos paralelos:
  • Response of subgingival oral biofilms to nanomaterials developed for the release of therapeutic substances and bone regeneration
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Torres García Denche (presid.), Silvia Nerea Sánchez Pérez (secret.), Fernando Guerra (voc.), Conrado José Aparicio Bádenas (voc.), María Pau Ginebra Molins (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias Odontológicas por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Cirugía
      • Ortodoncia-estomatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Las enfermedades periodontales y periimplantarias son enfermedades inflamatorias crónicas cuyo principal factor etiológico son las bacterias organizadas en biofilms. Estas enfermedades tienen una alta prevalencia, morbilidad e impacto. El tratamiento de la periodontitis y la periimplantitis consiste en la eliminación del biofilm subgingival/submucoso, a través de terapias no quirúrgicas y quirúrgicas, con la ayuda o no de tratamientos adyuvantes locales o sistémicos. Sin embargo, en algunas ocasiones no es predecible, lo que hace fundamental el desarrollo de nuevos materiales con el objeto de mejorar el pronóstico y reproducibilidad del tratamiento. Ante ello, surgen un nuevo tipo de materiales nanoestructurados, como las nanopartículas poliméricas activas (NPs) y las membranas nanoestructuradas de polimetilmetacrilato (PMMA-NMs). Debido a sus propiedades fisicoquímicas son materiales prometedores para la liberación controlada de fármacos y la regeneración periodontal y ósea. El objetivo de esta investigación fue estudiar el efecto antimicrobiano de NPs y PMMA-NMs, dopadas o no con diferentes sustancias como zinc, calcio, plata y doxiciclina, sobre superficies de hidroxiapatita o de titanio arenado y grabado con ácido (SLA). Se usó un modelo validado de biofilm oral subgingival in vitro, que incluye seis especies bacterianas, algunas de ellas relacionadas con las enfermedades periodontales y periimplantarias (S. oralis, A. naeslundii, V. parvula, F. nucleatum, P. gingivalis y A. actinomycetemcomitans). Se utilizaron discos de hidroxiapatita (HA) -Estudio #1- y discos de titanio (TiD) -Estudio #3- a los que se aplicaron nanopartículas activas sin cargar (NPs) y cargadas con calcio (Ca-NPs), zinc (Zn-NPs), doxiciclina (Dox-NPs), y plata (Ag-NPs) -solo en el Estudio #1-, a través de fricción con un micro-cepillo durante 15 segundos. Además, como control, se utilizaron discos de HA y TiD estériles. En el Estudio #2, discos de HA fueron tratados con NMs activas sin funcionalizar o funcionalizadas con calcio (Ca-NMs), zinc (Zn-NMs) y doxiciclina (Dox-NMs). Se emplearon discos de HA estériles y membranas de politetrafluoroetileno (PTFE) como control negativo y positivo, respectivamente. Todos los discos (N=3 en cada grupo), en los distintos ensayos, fueron incubados en condiciones de anaerobiosis, durante 12, 24, 48 y 72 horas. Las muestras fueron analizadas por microscopia electrónica (SEM) y confocal láser de barrido (CSLM), examinándose la morfología, viabilidad y biomasa del biofilm en los distintos grupos. Las bacterias viables de las seis especies bacterianas implicadas en el biofilm, expresadas como unidades formadoras de colonias por mililitro (UFC/mL), se cuantificaron mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR). En los Estudios #1 y #3 se observó una cinética de desarrollo y carga bacteriana del biofilm similar sobre las NPs en comparación al control negativo. Sin embargo, se observó una reducción de la viabilidad bacteriana en los biofilms en contacto con las NPs cargadas o no, especialmente en las Dox-NPs y Ag-NPs. Específicamente, las Dox-NPs fueron capaces de reducir la carga bacteriana a las 72 horas de todas las especies bacterianas respecto al control. En el Estudio #2, a través de SEM, se observó un biofilm estructurado similar en los distintos grupos de estudio de 12 a 72 horas, excepto en las Dox-NMs, donde no se pudo observar la aparición de un biofilm maduro. De la misma forma, Dox-NMs demostró una reducción de la carga bacteriana de todas las especies bacterianas de forma estadísticamente significativa. Las NPs poliméricas y las PMMA-NMs produjeron una dinámica de formación del biofilm similar a los grupos control. Sin embargo, aumentaron su mortalidad. Las Dox-NPs y Dox-NMs fueron capaces de evitar la formación de un biofilm maduro y redujeron la carga bacteriana de forma estadísticamente significativa en las distintas especies del modelo de biofilm subgingival in vitro.

  • English

    Periodontal and peri-implant diseases are chronic inflammatory diseases. Their main etiological factor is bacteria organized in biofilms, endowing them with greater resistance to external agents compared with their planktonic state. These diseases have a high prevalence, morbidity and impact. The treatment of periodontitis and periimplantitis involves elimination of the subgingival/submucosal biofilm through non-surgical and surgical therapies, with or without local or systemic adjuvant treatments. However, the outcome is not always predictable, and new materials and procedures are needed to improve the prognosis and reproductibility of the treatment. Novel types of nano structured materials have emerged to meet this need, including active polymeric nanoparticles (NPs) and polymethylmethacrylate nanostructured membranes (PMMA-NMS). Their physicochemical properties make them promising materilas for controlled drug release and periodontal and bone regeneration....