Aplicación clínica de la
nanotecnología en la odontología
La
nanotecnología es una herramienta usada extensivamente en la cual se aplica
ciencia y técnicas a nivel de una nueva escala microscópica y de este modo se
permite trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos, por
medio de pequeños dispositivos llamado nanomáquinas o nanorobots. La National Nanotechnology Initiative, en
el 2009, definió la nanotecnología como "la comprensión de la materia que
incluye imágenes, medidas, modelación y manipulación de la materia a nano
escala, donde los fenómenos únicos permiten nuevas aplicaciones". En otras
palabras, los materiales tienen diferentes propiedades a nivel de la nanoescala,
propiedades fisicoquímicas, magnéticas o térmicas que pueden ser manipuladas y
mejoradas por medio de la nanotecnología.
Actualmente, su aplicación se enfoca en múltiples
áreas como la ingeniería, la física, cosmética, entre muchas otras. Para el
área de la medicina se han fabricado nanodispositivos y nanopartículas que
ayuden a controlar, diagnosticar o curar muchas enfermedades. Otro campo es la odontología,
el cual ha sufrido grandes cambios importantes gracias a los avances
tecnológicos enfocados, en un comienzo, al mejoramiento de los materiales
dentales. Después de algunos progresos, se lograron también avances en el
diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades, además de otras
aplicaciones. Las estrategias aplicadas en la odontología por medio de esta
técnica se denominan nanoodontologías y explicaremos a continuación algunos de
los enfoques y resultados efectivos que se han conseguido por medio de esta
tecnología.
En el año 2000, Robert Freitas, científico
investigador hacia la parte de nanorobótica aplicada a la medicina, expone
la utilidad potencial de la nanorobótica en la odontología para varias
aplicaciones. Para empezar, los odontólogos podrían instalar una suspensión
coloidal que contenga millones de partículas analgésicas micrométricas sobre la
encía de un paciente y aplicar de forma más efectiva la anestesia, ya que la
presencia de algunas células como los fibroblastos, cementoblastos,
odontoblastos, linfoblastos y algunas bacterias sugieren que es posible el
transporte de los nanorobots desde la encía hacia la pulpa. Para casos de
reparación dental, Freitas sugiere que se puede fabricar dientes en
consultorios odontológicos con el uso de la bioingenería, por medio de
regeneración tisular de drogas gatillo genéticamente diseñadas. En el área de procesos
de renaturalización, se podría reemplazar las amalganas y resinas por materiales
biológicos nativos. Además, el esmalte de los dientes que se pierde puede ser
reemplazado por materiales de mayor durabilidad y mejor apariencia, como el
zafiro y el diamante. Otro aspecto que ha cobrado gran interés ha sido la
producción de nanocomponentes aplicada a la rehabilitación oral, es decir,
materiales dentales de relleno que disminuyan la contracción a la
polimerización, mejoren la resistencia de la biocompatibilidad, favorezcan la
oseointegración y disminuyan la problemática de la corrosión.. Para finalizar,
Freitas enfatizó en la importancia de hacer investigación usando nanorobots
aplicados a la ortodoncia llanamente. Algunos de los posibles logros se
encaminan a la manipulación directa de tejidos periodontales, es decir, la
encía, los ligamentos, el cemento y el hueso alveolar, y de este modo hacer
lograr que los dientes tengan movimientos rápidos y sin dolor. Otra propuesta
interesante en la ortodoncia, fue sugerida por Sims en 1999, la cual consistía
en poder reemplazar los brackets por microchips preprogramados por computadora,
que permitan controlar la respuesta biomédica del hueso y del ligamento
periodontal y guíe el movimiento de los dientes hasta donde se desea.
En la actualidad, algunas de estas posibles
aplicaciones ya existen gracias a los avances en la nanotecnología. Un ejemplo
son los materiales dentales y productos de higiene oral que incorporan
nanopartículas de hidroxiapatita para tratar la hipersensibilidad dentinaria,
el blanqueamiento de los dientes y la reparación de los mismos. El desarrollo
de una nueva resina caracterizada por la presencia en su composición de
nanopartículas con una dimensión de 25nm y nanoclusters con aproximadamente
75nm, han demostrado tener un alto contenido de carga, consiguiendo incrementar
tanto la resistencia como mejorar la manipulación de la resina, ya que al
presentar un menor tamaño de partícula podremos lograr un mejor acabado en su
textura. Además, las nanopartículas de plata han demostrado ser eficaces para
la fabricación de embastes dentales gracias a sus propiedades químicas que la
hacen resistente a agentes bacterianos, fúngicos o al mismo desgaste.
Adicionalemente, se han desarrollado modelos
experimentales para el estudio de la
compatibilidad celular a partir de nuevos materiales dentales con
partículas nanométricas, obteniendo como resultado el aumento de la respuesta celular
en los tejidos dentales. Además, se han aportado avances en el desarrollo de
nuevos materiales metálicos, cerámicos y polímeros, para mejorar la calidad de
los implantes dentales, por medio de un modelo de implante laminar en la médula
ósea hematopoyética realizado por Cabrini y colaboradores. Otro modelo
realizado por Marticorena y colaboradoes, en el cual se aplicacaron de técnicas
laser para proporcionar micro y nanotopografías de alta rugosidad en la
superficie de un implante, y permitiendo un uso más apropiado, limpio y de
fácil aplicación para mejorar la integración ósea.
Actualmente se reconoce que el uso de la
nanotecnología ha facilitado considerablemente alcanzar resultados más óptimos,
duraderos y de calidad, en comparación con procedimientos convencionales
utilizados en la práctica clínica. Muchos de estos progresos han maravillado a
la comunidad científica y a la comunidad de odontólogos que trabajan con
nanomateriales en clínicas privadas o para compañías que han puesto en marcha
la venta de sus productos como las resinas nano-híbridas, los rellenos y los
compuestos de adhesión a partir de compuestos nantecnológicos.
De este modo, en la odontología moderna se presentan nuevos
desafíos en cuanto al desarrollo y uso de nuevas técnicas, sobre todo en el
área de los biomateriales y su interacción con el sistema biológico. Esto quiere decir que la aplicación de
estas tecnologías en las ciencias odontológicas supone una fuente de potencial
para revolucionar muchas de las aplicaciones que se lleva a cabo en algunos
tratamientos, además de que prometen venir más proyectos innovadores, no sólo
en el área de la odontología, si no en diferentes áreas como la faramacogenética,
la bioingeniería de tejidos, la terapia con células madre y la bioinformática converjan
con el importante propósito de diseñar nuevas técnicas terapéuticas y mejoren
la calidad de vida de las personas.
Bibliografía citada
Cabrini RL, Guglielmotti
MB, Almagro JC. 1993. Histomorphometry of initial
bone healing around zirconium implants in rats. Implant Dent; 2: 264-267.
Freitas, R. 2000. Nanodentistry.
J. Amer. Dent. Assoc. JADA,: 131, 1559-68.
M Marticorena, G Corti, D Olmedo, MB Guglielmotti, S
Duhalde. Laser Surface Modification of Titanium Implants to Improve
Osseointegration. Journal of Physics: Conference Series
2007; 59: 662–665.
NNI, National
Nanotechnology Initiative. 2009.
Research and development leading to a revolution in technology and
industry. New York, Supplement to the President’s 2010 Budget, 36 p.
Sims, M. 1999.
Brackets, epítopes and flash memory card: a futuristic view of clinical
orthodontics. Australian Orthodontic Journal Vol. 15 No. 5, pp. 260-6.
Wong, DT. 2006.
Salivary diagnostics powered by nanotechnologies, proteomics and genomics. J Am
Dent Assoc. 137:313-321.
Juan Camilo Elias Castro
