Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Introducción
La reparación de tejidos óseos en odontología es una necesidad en
distintos tipos de cirugías. Sin embargo, los autoinjertos, aloinjertos y
xenoinjertos que existen en el mercado presentan limitada capacidad
osteogénica que no siempre permiten obtener resultados clínicos satisfactorios.
Por esta razón la ingeniería de tejidos cobra importancia, ya que esta disciplina
busca la síntesis de injertos aloplásticos o biomateriales sintéticos, que superen
las capacidades regenerativas de los injertos tradicionales. En tesis anteriores,
pertenecientes a este mismo proyecto se sintetizaron y evaluaron in vitro
bionanocompósitos a base de andamios de quitosano/gelatina (QG) y
poliuretano biodegradable (PU), cargados con nanopartículas de cerámicas de
vidrio bioactivo (nBG y nMBG). Los resultados concluyeron que estos
biomateriales son capaces de inducir la formación de apatita y la diferenciación
osteogénica de células madre. El presente trabajo de tesis tiene como objeto
evaluar in vivo la capacidad de regeneración de tejido óseo de los mismos
bionanocompósitos, utilizando para ello un modelo animal.
Hipótesis
Bionanocompósitos cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo
presentan capacidad de regeneración ósea in vivo superior a la presentada por
los andamios puros.
Objetivo
Compar ar l a capaci dad de r egener aci ón ósea in vivo de
bionanocompósitos cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo respecto a
los andamios puros y los controles.
Materiales y métodos
Los bionanocompósitos a utilizar en este trabajo, fueron preparados y
evaluados in vitro en tesis anteriores del presente proyecto. Los
bionanocompósitos evaluados fueron: bionanocompósitos de quitosano/
gelatina cargados nanopartículas de vidrio bioactivo (nBG) y nanoesferas de
vidrio bioactivo mesoporoso (nMBG) en forma de esponjas porosas (nBG/QGSP/QG-
SP) y de y nMBG/QG-SP) y esferas en estado gel (nBG/QG-SF y nMBG/QG-SF)
(Cádiz, Covarrubias, y cols., 2015) y el andamio puro DE de quitosano/gelatina
sin las nanopartículas (QG-SP). Además se probaron andamios de poliuretano
puro (PU) y con nanopartículas de vidrio bioactivo (nBG/PU y nMBG/PU)
(Agüero, Covarrubias, 2015). Como referencia de material clínico se utilizó el
aloinjerto comercial Puros® Particulate Allograft (Zimmer Dental).
Los bionanomateriales se evaluaron in vivo utilizando un protocolo de modelo
animal en rata, el cual fue aprobado por el Comité de Bioética sobre
Investigación en Animales de la Facultad de Medicina, Universidad de Chile
(Protocolo CBA# 0542 FMUCH, Anexo 1). Todo el procedimiento estuvo regido
de acuerdo a protocolos del comité de bioética institucional, correspondiente a
los cuidados antes, durante y después del procedimiento quirúrgico.
Se utilizaron en total 22 ratas (Sprague Dawley) en las cuales se generó un
defecto óseo que cumplía con el tamaño crítico del defecto (4 mm) y luego se
implantaron un injerto en cada uno. Después de 8 semanas de implantación los
animales fueron eutanasiados y se obtuvo muestras de tejido, correspondiente
a la zona del defecto óseo en la cual se realizó el injerto. Las muestras de
tejidos obtenidas fueron incluidas en resina y caracterizadas mediante análisis
con microscopía electrónica de barrido en modalidad backscattering (SEM-BS),
análisis elemental con energía dispersiva de rayos X (EDX) y microtomografía
computarizada de rayos - x (Micro-CT).
Resultados
Como era de esperar el defecto óseo sin tratamiento no reparó por sí
solo, mientras que todos los biomateriales estudiados presentaron capacidad
de estimular la formación de tejido óseo en diferentes grados. En control
positivo Puros® reparó con corticales continuas pero de menor espesor. Los
bionanocompósitos de nBG/QG-SP presentaron en general corticales
continuas, y de espesor similar al resto de las corticales del mismo hueso. Los
bionanocompósitos a base de PU presentaron formación de tejido óseo con
corticales abombadas, irregulares, con centros de densidad mixta que invaden
el espacio medular. Los compósitos de nBG/QG-SF y de nBG/QG-SP fueron
quienes presentaron mejor capacidad de estimular la formación de tejido óseo,
en términos de cantidad y densidad de hueso formado. Estos materiales
presentaron también una capacidad regenerativa mayor que el aloinjerto
comercial Puros®. Los resultados demuestran que los materiales con la
nanopartícula nBG son más eficientes que aquellos preparados con nMBG lo
anterior debido a que nBG posee menor tamaño de partícula (70 nm) y por lo
tanto posee mayor tasa de disolución y liberación de iones capaces de inducir
la formación de hidroxiapatita. Con respecto al tipo de polímero de los
andamios, el QG presentó mejores propiedades que PU, debido principalmente
a la mayor biodegradabilidad de QG respecto a PU. Se encontró además que
en cuanto los formatos de presentación, esferas en estado gel y esponjas
liofilizadas, ambos presentan características favorables y su utilidad dependerá
de las características clínicas del defecto que se requiera reparar.
Conclusión
Todos los bionanocompósitos con vidrio bioactivo fueron capaces de
inducir calcificación y reparación de los defectos óseos en modelos animal en
ratas, en especial los scaffolds cargados con nBG (nBG/QG-SP y nBG/QG-SF),
quiene presentaron resultados superiores incluso que el aloinjerto comercial
Puros®. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 1130342
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/146855 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Cuadra Ramírez, Felipe Andrés |
| Contributors | Covarrubias Gallardo, Cristián, Von Marttens Castro, Alfredo |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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