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El esmalte dental, ubicado en la parte externa de los dientes, es el tejido más duro del cuerpo y está conformado por un mineral llamado hidroxiapatita. Durante la vida de un individuo, soporta que este muerda todo tipo de alimentos, se exponga a comidas ácidas y hasta a temperaturas extremas.
A pesar de ser un material tan duradero, una vez que se pierde no puede ser regenerado, causando consecuencias como dolor y pérdida de piezas dentales, problemáticas que afectan al 50% de la población mundial.
Es por esa razón que el investigador costarricense Álvaro Mata y otros científicos desarrollan, en Londres, una nueva técnica para regenerar tejidos duros como el del esmalte dental, ofreciendo así una potencial solución a una necesidad de la Odontología, en la actualidad.
La investigación publicada en Nature Communications sugiere que este material podría utilizarse en la prevención y el tratamiento de la caries dental o la sensibilidad dental, también conocida como hipersensibilidad dentinaria.
Regeneración
Mata, quien es autor principal del estudio y profesor de la Escuela de Ingeniería y Ciencia de Materiales de la Universidad Queen Mary explicó que cuando el ser humano es embrión desarrolla el tejido que dará lugar al esmalte dental.
“Una vez que el tejido se forma, el esmalte queda acelular”, afirmó Mata. Es decir, se vuelve un material mineralizado que no puede regenerarse debido a la falta de células.
El investigador apuntó a que la organización jerárquica de los minerales del esmalte dental es la que le otorga las propiedades químicas, mecánicas y de resistencia que lo caracterizan, es decir, las que le permiten tomar cosas frías, calientes, o le dan resistencia a sustancias ácidas, por ejemplo.
En la investigación, Mata y sus colegas desarrollaron “una técnica para cultivar fácilmente materiales sintéticos, que emulan dicha arquitectura jerárquicamente organizada en grandes áreas, y con la capacidad de ajustar sus propiedades”, narró el costarricense.
¿Cómo lo han logrado? Desarrollando una forma de cultivar minerales que pueden crecer con forma ordenada en escalas de tamaños múltiples.
“Esta capacidad de ajuste nos ha permitido crear estructuras mineralizadas que imitan el esmalte dental humano a un nivel que no se ha informado anteriormente”, aclaró Mata a La Nación.
La técnica
El proceso para desarrollar un material que podría regenerar el esmalte dental empieza con una molécula que se sintetiza en un laboratorio en Valladolid, España.
El investigador a cargo en ese país, realiza ingeniería genética en células, “para que estas produzcan proteínas con las secuencias que él desea”, dijo Álvaro Mata.
Luego de ese proceso, envía la proteína sintética a sus colegas en Londres, y ellos, en el laboratorio, la diluyen en un solvente y la entrecruzan. “Pero la clave de todo esto es cómo la entrecruzamos, ese es el descubrimiento”, destacó Mata.
Mediante un proceso en el laboratorio, donde se controlan ciertas condiciones de ambiente como el grado de acidez (ph) y la temperatura, se diluye la proteína en el solvente pero se entrecruza adquiriendo una conformación particular.
De lo anterior, se obtiene una membrana que es transparente y delgada (con aspecto similar al de un lente de contacto) y que es expuesta al fosfato de calcio, en porciones similares a las que se encuentra este componente en la saliva humana.
“El fosfato de calcio se difunde dentro de la membrana y comienzan a crecer estas estructuras similares (a las del esmalte dental) que son muy interesantes”, comentó Mata.
El resultado es una estructura que se crea sin células y que a pesar de no ser exactamente igual al esmalte, tiene tamaños parecidos y también se le parece químicamente.
Aplicaciones
Sherif Elsharkawy, dentista y otro de los autores del estudio, demostró su entusiasmo sobre las posibles aplicaciones de este técnica. “Podríamos desarrollar vendajes resistentes a los ácidos que puedan infiltrar, mineralizar y proteger los túbulos dentinarios (agujeros microscópicos que se conectan con los nervios, produciendo dolor cuando se irritan con alimentos o bebidas) expuestos de las piezas dentales humanas para tratar la hipersensibilidad en los dientes”, manifestó.
Asimismo, Mata comentó sobre las futuras implicaciones de esta investigación y resaltó que el estudio también demuestra la posibilidad de usar y modular el orden y el desorden de proteínas para crear nuevas propiedades.
Estos hallazgos no solo sirven para tejidos, “también nos dan una herramienta nueva para investigar posibles roles de la mineralización en enfermedades como la osteoporosis u otras enfermedades de tipo cardiovascular", concluyó Mata.
