abril  2012

 

El periostio es cosa seria y está subvalorado

Por Ajay Mahajan

 

(En  practiquísimas de abril, duplicamos el TEMA DEL MES para abarcar dos formas de regenerar tejidos bucales, que puede ser práctico conocerlas o realizarlas.)

 

El objetivo mayor de la odontología es lograr la restitución de la integridad de los tejidos afectados (International Journal of Dentistry, vol 2012). En las condiciones apropiadas, las células periostales segregan matriz extracelular y forman una estructura membranosa. Esas células pueden ser fácilmente recolectadas de la propia boca del paciente, aun sin generar herida visible en el sitio donante.

El uso del periostio puede revolucionar los tratamientos que requieren la regeneración de hueso o tejidos blandos, aunque a la fecha el empleo de injertos no es habitual y puede tomar tiempo y más investigaciones.

Por estas razones, el periostio satisface el objetivo al ofrecer una rica fuente de células para la bioingeniería ósea; su potencial regenerador es enorme. Así se lo aprovechó en medicina, in extenso, pero ha sido muy subvalorado en odontología, lo cual procurará enmendar este artículo

 

Periostio: ¿Cómo se justifica su uso?

El periostio puede ser descrito como un envoltorio del hueso que contiene células osteoprogenitoras, capaces de ser activadas para que proliferen por traumas, tumores y mitógenos linfocíticos. El periostio es una vaina de tejido conjuntivo altamente vascularizada que cubre la superficie externa de todos los huesos excepto las articulaciones e inserciones musculares (Fig

 

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Fig 1: Muy vascularizado este periostio que cubre el hueso alveolar.

 

Presenta tres zonas delimitadas: la zona 1 con un promedio de 10–20um y que consiste mayormente de osteoblastos como representantes del 90% de la población celular, con fibrillas colágenas. La mayoría de las células en la zona 2 son fibroblastos, con endoteliales como la mayor parte del remanente. La zona 3 has tiene el mayor volumen de fibrillas colágenas y fibroblastos de las tres zonas. Los fibroblastos representan más del 90% celular; su morfología es variable según la zona (Fig 2).

 

717816.fig.002717816.fig.002Fig 2: [Las flechas señalan, a la izquierda, fibras colágenas, vasos, fibroblastos y osteocitos, en ese orden. A la derecha, las zonas 3, 2 y 1, y hueso. Del periostio derivan nuevos fibroblastos, osteoblastos, condrocitos, adipocitos y miocitos]

 

Las células progenitoras osteogénicas del cámbium perióstico pueden actuar con osteoblastos para iniciar y dirigir el proceso de la diferenciación celular en la reparación ósea caracterizada por la formación del callo inicial de la fractura y posterior remodelado.

En todas las edades, las células del periostio (considerado el “cordón umbilical del hueso” por su vascularidad) retienen su capacidad de diferenciarse como fibroblastos, osteoblastos, coondrocitos, adipocitos y miocitos. Producen cemento, ligamento periodontal y hueso. Un reciente estudio ha mostrado que las células del periostio liberan factor de crecimiento endotelial que promueven la revascularización durante la cicatrización.

 

Historia del periostio usado en medicina y odontología

H Duhamel du Monceau, en 1742, surgió como el primer investigador que estudió el potencial osteogénico del periostio y publicó sus observaciones como “Sur le developpement de la crue des os des animaux.” Un siglo después, otro cirujano francés, Ollier, descubrió que el periostio trasplantado podía inducir neoformación ósea. Uno de los primeros estudios experimentales sobre la osteogenicidad del periostio fue el de Urist y McLean (1952) en ratas. Skoog (1985) introdujo los colgajos periósticos para cerrar las fisuras palatinas en seres humanos.

Etcétera

 

Uso actual

El uso actual del periostio se refiere a los injertos para RTG y se espera que se establezca el largamente buscado uso regular y eficaz en calidad de barreras membranosas, con su propio aporte sanguíneo, recolectable en las adyacencias de la recesión, sin requerir segunda intervención y con potencial promotor de regeneración

Los promisorios resultados en las recesiones gingivales aparecen en la Fig 3 (a-f)

 

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b717816.fig.003b

c717816.fig.003c

d717816.fig.003d

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f 717816.fig.003e

Fig 3 a-f: Uso del periostio para el tratamiento de la recesión. (a) Fotografía de una recesión en 14. (b) Colgajo de espesor parcial, expone el periostio subyacente que recubre el hueso alveolar. (c) Periostio separado del hueso subyacente. (d) Periostio usado como injerto pediculado para cubrir la recesión. (e) El periostio cubierto por el colgajo avanzado sobre la corona; se sutura con seda 4-0. (f) Resultado satisfactorio

Con el progreso de las bioingeniería, las células progenitoras periósticas pueden servir como óptima fuente por accessibilidad, habilidad para proliferar rápidamente y capacidad para diferenciarse en múltiples líneas mesenquimáticas. Las células removidas, tienen el potencial para prolifera a velocidad mocho mayor que las de médula ósea, hueso cortical o trabecular.

Un reciente estudio de De Bari et al indica que pueden diferenciarse no solo en hueso y cartílago sino también en adipocitos y miocitos de músculo estriado.

 

Practiquísimo

Al odontólogo general le resulta mucho más fácil cosechar células periósticas que médula, pues puede acceder al área mandibular durante una cirugía rutinaria.

El potencial regenerativo del periostio ha sido bien usado en “osteodistracción”, con todas las ventajas de esa técnica.

Estas técnicas se utilizan ahora extensamente para la corrección de micrognatia, cara media e hipoplasia fronto-orbital.

 

 

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 Rehaciendo el complejo pulpodentinario

 

Kitamura C, Nishihara T, Terashita M, Tabata Y y Washio A (Int J Dent. 2012;2012:190561) mencionan 3 estrategias para regenerar el complejo pulpodentinario; regeneración del diente entero, regeneración local del complejo pulpodentinario desde la pulpa amputada, y regeneración desde la pulpa dental apical o tejidos periapicales. Aquí trataremos de la regeneración local del complejo pulpodentinario desde la pulpa amputada mediante la aplicación de factores de crecimiento exógenos y los andamiajes utilizados.

 

Regenerar el complejo pulpodentinario

 

Es sabido que los factores de crecimiento, como las proteinas morfogenéticas óseas (BMP) y los factores de crecimiento fibroblástticos (FGF), células madre, y andamiajes, son esenciales para la ingeniería regeneradora de tejidos. Durante los procesos regenerativos, las células madre se diferencian en células específicas para los defectos en los tejidos; los factores de crecimiento, como los BMP y FGF inducen la proliferación y diferenciación de las células madre, y los andamiajes con propiedades de matriz extracelular sostienen temporariamente las estructuras para que las células se desarrollen, diferencien y formen los tejidos.

 

Fig 1: Estrategias para la regeneración del complejo dentinopulpar

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. (a) Regeneración del diente entero. An external file that holds a picture, illustration, etc.
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(b) Regeneración local del complejo pulpodentinario desde la pulpa amputada. (

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c) Regeneración desde la pulpa dental apical o tejidos periapicales.

 

Regeneración del diente entero

 

La regeneración del diente entero es aceptada como modelo de terapia de reemplazo de órgano y regeneración. Ya se publicó que los gérmenes dentarios pueden ser bioingenieerizados mediante un método de cultivo del germen del órgano tridimensional, en el cual las células dentarias epiteliales y mesenquimálticas aisladas del diente en germen pueden ser cultivadas en andamiajes tridimensionales para la terapia.

Los andamiajes consisten en polímeros sintéticos como el poli (lacturo-co-glicólido) (PLGA) y biocerámica como hidroxoapatita, fosfato tricálcico e hidroxoapatita carbonatocálcica, examinados en cultivos tridimensionales del germen. Los dientes de bioingeniería (generados por disposición tridimensional de las células epiteliales y mesenquimáticas en geles colágenos por el método in vitro de agregado y manipulación celular) fueron estructuralmente correctos con penetración de vasos sanguíneos y fibras nerviosas, trasplantados al maxilar, de ratas con un exitoso funcionamiento. Sin embargo, estos dientes de bioingeniería fueron reconstruidos con células epiteliales y mesenquimáticas de gérmenes genuinos. Habría que investigar la regeneración del diente entero desde otras fuientes de células, como la inducción de células madre pluripotentes (iPS).

 

Regeneración local del complejo pulpodentinario desde la pulpa residual

 

La regeneración local del complejo pulpodentinario desde la pulpa residual proviene de investigadores de la práctica clínica. Varios estudios presentaron el uso de aplicaciones locales a la pulpa expuesta de moléculas bioactivas (como las BMP y la ameloblastina de fusión recombinante. Pero ocurre que la aplicación local de esas moléculas sin andamiajes induce dentina reparadora, similar a la provista por la terapia convencional, tipo protección pulpar.

 

Varios artículos demostraron la regeneración local de complejo dentinopulpar con diferentes métodos. BMP-4 con pólvo de dentina indujo dentinogénesis en pulpas expuestas. Las células madres o progenitoras fueron inducidas de la pulpa residual a través de la exposición en la cavidad. También fue publicado que se había inducido dentinogénesis reparadora mediante el aporte mediado por ultrasonido de genes de factores de crecimiento como el factor de desarrollo y diferenciación 11 (GDF-11)/BMP-11 en las células madres pulpares con sonoporación in vivo , y que se estimulaba la dentinogénesis reparatdora con terapia ex vivo genética trasplantando céulkas madres o progenitoras transfectadas con algunos factores de crecimiento, como el GDF-11/BMP-11.

Se sabe que FGF-2 desempeña un papel en situaciones fisiológicas y patológicas. Se logró una gradual y continua liberación de FGF-2 biológicamente activo mediante biodegradación in vivo de hidrogeles gelatínicos con FGF-2 incorporado (Fig 2).

Figure 2

Fig 2. Liberación controlada de FGF-2. Los hidrogeles gelatínicos tienen la aptitud de incorporar factores de crecimiento como el FGF-2. Tras la implantación de los hidrogeles gelatínicos con FGF-2 con andamiajes, tipo espon ja de colágeno, el FGF-2 se libera gradualmente de esos hidrogeles biodegradados por la proteinasa en el área del defecto tisular. Esta liberación controlada de FGF-2 puede inducir regeneración tisular.

 

Hemos hecho uso, reciente, de FGF-2, hidrogeles gelatínicos, y esponja colágena como andamiaje para inducir regeneración local en rata del complejo dentinopulpar. La liberación controlada de FGF-2 de los hidrogeles indujo la formación de DMP-1-positivo y osteodentina nestina-negativa en la pulpa que proliferaba en los defectos dentinarios, así como la formación del puente dentinario (Fig 3).

 

Figure 3

Fig 3: Con el método descrito: (a) Sr implantan los hidrogeles que incorporan FGF-2 con esponja colágena en el defecto. (b) Histología de la pulpa proliferante y dentina regenerada en su superficie. (c) Con gran magnificación.

 

Regeneración a partir de los tejidos periapicales

 

Los estudios sobre la regeneración a partir de los tejidos periapicales se iniciaron con la identificación de células madres en las áreas apicales de dientes en formación con la raíz incompleta. Existirían células mesenquimáticas madres residentes en la papila apical (SCAP) de los dientes incompletos, que tienen la habilidad de diferenciarse en oteas de tipo odontoblástico. Se ha sugerido su participación en la curación y regeneración de las heridas pulpares. Además, las células madres mesenquimáticas derivadas de la médula ósea (BMMSC) son multipotenciales y se pueden diferenciar en varios tipos aun el osteogénico. La localización de SCAP y BMMSC en apical indica la posibilidad de inducción de esas células madres para la regeneración del complejo dentinopulpar.

 

Andamiajes para la regeneración del complejo dentinopulpar

 

Para los andamiajes, son esenciales una estructura porosa tridimensional y resistencia mecánica, así como biocompatibilidad y biodegradación. Se están usando estos biomateriales: tereftalato de polietileno, poli(L-lacturo-co-D, L lacturo), ácido polilacético, ácido poliglicólico, PLGA, alcohol polivinílico, colágeno, ácido hialurónico, hidroxiapatita, fosfato tricálcico, vidrios bioactivos y cerámicas. La esponja colágena parece ser muy apropiada.

El ácido hialurónico es uno de los glucosaminoglucanos presentes en la matriz extracelular con un papel importante en mantenimiento de la organización morfológica por preservar los espacios extracelulares, lo cual lo hace tener un excelente potencial en ingeniería de tejidos. Su uso ha sido ya publicado.

Hemos comparado los efectos de la esponja de ácido hialurónico (peso molecular 800kDa) con la colágena como andamiaje para reparar la pulpa dental, in vitro e in vivo. Hallamos que las células KN-3 (con propiedades odontoblásticas como la elevada actividad de fosfatasa alcalina y de calcificación) se adhieren tanto a las esponjas de ácido hialurónico como a las de colágeno durante el cultivo. Los resultados sugieren que la esponja hialurónica induce regeneración pulpar y la mantiene a partir de la pulpa residual amputada. Además, su respuesta inflamatoria es menor que con las esponjas de colágeno. Indicio de biocompatibilidad y biodegradación (Fig 4).

 

Figure 4

Fig 4 Aplicación de esponja de ácido hialurónico, (a) Células KN-3 cells, progenitoraas de odontoblastos, se adhieren a las dos esponjas.(b) Histología de la pulpa amputada tras implantar esponja hialurónica in vivo. La pulpa proliferará en ambas esponjas. Sólo que la hialurónica suprime significativamente la respuesta inflamatoria.

 

La respuesta al factor de crecimiento nervioso con diferenciación neuronal y extensiones neuríticas durante el proceso de regeneración es positiva.

El sistema adhesivo de resina con antimicrobianos puede inhibir la invasión bacteriana tras la regeneración.

 

 

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