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Revisiones Bibliográficas:
EL FUTURO AHORA MÁS PEQUEÑO: APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA EN IMPLANTOLOGÍA (REVISIÓN DE LA LITERATURA)
HOME > EDICIONES > VOLUMEN 53 Nº 1 / 2015 >

Recibido para Arbitraje: 25/01/2015
Aceptado para Publicación: 04/03/2015

    Sánchez Montiel G., Odontólogo. Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela. Izzeddin Abou R., Docente del Departamento de Prostodoncia y Oclusión, Facultad de odontología, Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela.l

    CORRRESPONDENCIA: gustavo0351@gmail.com

EL FUTURO AHORA MÁS PEQUEÑO: APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA EN IMPLANTOLOGÍA (REVISIÓN DE LA LITERATURA)

RESUMEN
Sin lugar a duda, no se ha producido material alguno en el campo de ciencia de los materiales y de la ingeniería que cause tanta emoción y expectativa (aun antes de su surgimiento) como la nanotecnología. A pesar de haber avanzado ampliamente en sus aplicaciones, aún permanece el sentimiento de apenas estar en la punta de iceberg y que aún queda mucho camino por recorrer. Lo que parece haber nacido como una simple chispa iniciada por un discurso dado en 1959, ha traído una gran llama de deseo por explorar, manipular y controlar el substrato de la materia, desarrollando cada vez más productos a nano escala. De la misma manera ha traído una revolución en la odontología actual, pudiéndose utilizar en desarrollo de implantes, a través de su implementación en superficies y materiales restaurativos, que aumenten la tasa éxito de los implantes.

PALABRAS CLAVE: Nanotecnología, implante dental, resinas compuestas.



THE FUTURE SMALLER NOW: IMPLANTOLOGY APLICATIONS OF NANOTECHNOLOGY (A LITERATURE REVIEW)

ABSTRACT
Doubtless, there has not been produced any material on the field of the material science and engineering that cause more excitement an expectative (even before his raising) as nanotechnology. Regardless the advances on his applications,still remain a feeling of just been at the top of the iceberg and that there is still a lot of way to go. What is seems to be a simple sparkle raised on a speech on 1959, have brought a big flame of desire to explore, maniple and control the material's substratum. On the same way, it has brought a revolution on dentistry, been able to use it on the develop of implants, throughout the implementation on surface and composites, that raise the implants success.

KEY WORDS: Nanotechnology, dental implant, composite resins.


INTRODUCCIÓN:

Existe una gran constante en este mundo y es el cambio, a veces toma siglos de deliberación, pero en otras oportunidades ocurre de manera casi instantánea. La vida humana está marcada por un constante proceso de cambio; desde el primer hasta el último segundo de un día, todo gira en torno a un cambio. Esto lo vemos reflejado aun en las cosas más básicas, así como lo expresa la ampliamente conocida premisa física, "La materia no se crea ni se destruye, se transforma".

En consonancia con lo anteriormente expuesto, la ciencia también cambia, evoluciona y se renueva. En estos procesos de cambio han ocurrido dos especialmente significativos durante el siglo pasado; el primero fue hecho por Francis Crick y John B Watson en 1953, develando la estructura contenida en la doble hélice de una molécula de ADN. El segundo cambio significativo, fue el lanzamiento del proyecto del genoma humano a mediados de la década de los ochenta, buscando reproducir cada gen del cuerpo humano1. Es así, como vemos al poder del ingenio humando obrando en búsqueda del avance de la civilización.

En la odontología moderna, uno de esos avances que han revolucionado la ciencia fue la incursión de los implantes utilizando los principios de osteointegración, esto gracias a los trabajos de Bränemark, quien en 1969 observó que una pieza de titanio implantada en el hueso de un conejo se había adherido firmemente y era difícil de remover2; constituyendo así lo que ha sido una larga y productiva jornada, en la que la implantología funge como la panacea de la odontología restaurativa. A pesar de lo anteriormente referido, existen criterios de exclusión para pacientes que necesitan y aspiran obtener un implante dental, siendo el más significativo la calidad del lecho óseo; sabiendo que de no poseerlo existen opciones para mejorarlo, como es el caso de injertos óseos; que implicaría un aumento en los costos3.

Igualmente, uno de los factores de diseño que afecta de manera directa la tasa y extensión de la osteointegración es la superficie que posea el implante4. Precisamente, dependiendo de cuanto de la superficie del implante que contacta directamente con el hueso, así es el nivel de acumulación de hueso5. Igualmente, la naturaleza de la superficie del implante afecta el cumplimiento de su objetivo. Existe un rango de niveles de micrones que debe poseer la topografía de la superficie, para que permita la diferenciación de los osteoblastos y la formación de su matriz extracelular, influyendo así en la mineralización6.

A continuación se presenta una revisión sistemática de la bibliografía actualizada, en lo referente a la aplicación de la nanotecnología en la implantología. Esto con la finalidad de traer luz acerca de los nuevos avances en este campo.


DISCUSIÓN

En la actualidad nos enfrentamos a nuevos cambios, debido a la inventiva e innovación investigativa. Uno de ellos es el desarrollo de la nanotecnología, que a pesar de no ser un concepto nuevo, ha tenido gran auge en la actualidad. Si se pretende definir el término nanotecnología, se puede iniciar observando la raíz etimológica "nano", que proviene del griego nannos y se traduce como "enano"7 8, es un prefijo utilizado para referirse a una billonésima parte de una unidad de tamaño, así que por lo tanto un nanómetro (nm) representa a la billonésima parte de un metro.

De esta manera, si colocamos la definición expuesta anteriormente en un contexto comparativo, se puede establecer que un átomo se ve representado en 0.1 nm, igualmente la cantidad de nanómetros empleados en nanotecnología varia de 1 a 100 nm, entonces entendemos que esta ciencia está basada en la manipulación de la materia a niveles moleculares y de átomos. Del mismo modo, si se le comparase la escala de un nanómetro con algo más conocido, se puede decir que un nanómetro representa al tamaño de una marmota, mientras que un metro representa al tamaño del planeta tierra1.

De acuerdo a la definición aportada por The National Nanotechnology Initiative; se establece que la nanotecnología consiste en la manipulación directa de materiales a nanoescala. Con este término, se le define como una tecnología que permite casi control total sobre la materia en nanodimensión. A través de esta se podrá modificar átomos a nuestro deseo y subsecuentemente lograr obtener el control completo en la estructura de la materia7.

A su vez, si se intenta establecer sus antecedentes es necesario ir hasta 1867, cuando James Clerk Maxwell propuso como un experimento futurista, una entidad diminuta, la cual denomino el demonio de Maxwell, que sería capaz de manejar moléculas individuales8. A pesar de esta propuesta, no es sino hasta 1914 cuando se realizó la primera observación de una nanopartícula9.

De allí pues, es en 1959 en la reunión anual de la Sociedad Americana de Física en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena1; cuando el físico, ganador del premio Nobel Dr. Richard P Feynman dio un discurso titulado "There is Plenty room at the bottom." "Existe suficiente espacio en el fondo" En este, Feynman afirmó que de iniciarse la manufactura a escala de átomos y moléculas traería como resultado la generación de nuevos inventos; sumado a esto, él estableció métodos particulares de medir y trabajar a nanoescala. Así es como un simple discurso revolucionó la ciencia, nanotecnología dio origen a la nanociencia, ya que a partir de ahí comenzó el desarrollo de manera innovadora para llegar a ese fin7. Aun cuando este famoso discurso se dio inicio al proceso inventivo, es en 1974, cuando un estudiante de apellido Taniguchi, de la Universidad de Ciencia de Tokio acuño el término Nanotecnología.

En lo relativo a la aplicación de la nanotecnología, se puede afirmar que esta no solamente se ha confinado a países desarrollados, sino que también se puede constatar la existencia de iniciativas y programas en Latinoamérica, los cuales dieron inicio a principios de la década de los 90; concentrándonse primariamente en tres países, Brasil, México y Argentina; contribuyendo así con el 85% de las publicaciones científicas a nivel continental acerca de este tópico, durante el período 1990-2006. A pesar de esto, al llevarlo al plano mundial encontramos que el pico más alto de publicaciones fue durante el 2002 cuando alcanzó apenas el 3,6 %10.

Por su parte, es evidente que los países más industrializados están realizando esfuerzo en este sentido, se puede encontrar la Iniciativa Nacional para la Nanotecnología en Estados Unidos; a su vez, existen proyectos gubernamentales en Japón, Francia, Rusia, Suecia, Alemania, Reino Unido, Italia, España, Sudáfrica, Malasia, Singapur, Sri Lanka, Taiwán, Holanda, entre Otros. Igualmente, podemos ver el desarrollo de innovaciones basadas en nanotecnología en industrias como Hewlett Packard®, Motorola®, IBM®, Intel®, Bayer®, EADS®, BASF®, VARITA® y Siemens® 11.

Ahora bien, adentrando en el campo de la implantología, a través de la experimentación con nanotecnología, se ha demostrado que aquellos implantes que poseen nanosuperficie traen como resultado una mayor síntesis de la matriz de los osteoblastos, acarreando mejoras en la osteointegración12.

Ampliando lo anteriormente expuesto, la idea principal de la aplicación de la nanotecnología en superficie es obtener de una capa delgada de cerámica que unirá al igual el implante y el tejido circundante promoviendo así la aposición ósea. Los materiales bioactivos que figuran como principales candidatos para ser utilizados son el fosfato de calcio, la hidroxiapatita, el fosfato tricálcico y los vidrios bioactivos. Una vez implantada esta capa de cerámicas bioactivas se forma una capa de apatita carbonatada en la superficie a través de la disolución y precipitación. Esta fase es similar en estructura y composición a la fase mineral del tejido óseo. De la misma manera, las fibras colágenas pueden ser incorporadas a la apatita aglomerada13.

Se cree que puede haber mejoras en las superficies implantares por medio de la replicación de la superficie de los componentes naturales de la matriz extraceluar. Por su parte, estos componentes de la matriz extracelular se encuentran en escalas de tamaño entre 10 - 100 nanómetros de dimensión. Muchos estudios in vitro han demostrado que las superficies de los implantes con agregados celulares han incrementado en éxito de la osteointegración a nanoescala.

Debemos resaltar que no únicamente la implementación de nanopartículas sino también su correcta distribución forman un factor contribuyente para aumentar la adhesión a las redes de fibrina que se forman justo después de la implantación, facilitando así la migración de células osteógenicas hacia las superficies del material14.

En contraposición a lo anterior, no está completamente definido aún el patrón de distribución perfecto, que permitiría la obtención de mejoras substanciales. Por otra parte, es bien conocido que una alta densidad en los nanopilares crearía una superficie súper hidrofóbica, lo cual puede ocasionar una disminución en el éxito del implante15. Igualmente gran parte de estos estudios se han realizado con materiales modelos y por lo tanto aun no son aplicables a la implantología odontológica16,17.

A su vez, nanocompuestos restaurativos de alúmina/zirconia ofrecen un sendero atractivo y prometedor en el desarrollo de nuevos materiales para las restauraciones cerámicas en implantes; a pesar de esto, se estima que aún con la utilización de dichas tecnologías no se llegará a reproducir exactamente la combinación única de propiedades mecánicas que el tejido dentario posee. Igualmente, se ha planteado la posibilidad del desarrollo de resinas compuestas híbridas (orgánicos/inorgánicos), cuyas propiedades puedan aproximarse lo más posible a las del tejido que sustituyen. Sin embargo, la utilización de resinas compuestas sintéticas como reemplazantes del hueso fueron de gran controversia hace algunas décadas18, al igual que lo siguen siendo hoy en día, ya que debido las retos relacionados a su fabricación, implementación y costos siguen estando en faces experimentación.

De la misma manera los materiales compuestos híbridos (orgánico/inorgánico) iguen presentando problemas significativos, la mayoría de ellos debido a sus propiedades mecánicas y alto índice de degradación en su utilización in vivo19,20


CONCLUSIONES

La nanotecnología tiene un verdadero potencial, pero igualmente presenta problemas éticos, de aceptación social, regulaciones gubernamentales y de seguridad para su utilización en humanos. Todos estos son retos que este avance debe sortear antes de ser visto como una posibilidad para proveer salud bucal.

A su vez algunos han declarado que el uso de la nanotecnología ha sido un tema utópico y difícil de desarrollar. Mas, si meditamos por un momento en la mentalidad escéptica existente antes de la era industrial, podemos llegar a la conclusión que la inventiva humana siempre rompe las barreras de la imaginación existente en la sociedad. Solo nos queda esperar para asombrarnos.

A pesar de los reportes conflictivos, la filosofía que prevalece es que puede haber una influencia significante en el crecimiento óseo por la adición de nanopartículas en las superficies de los implantes, razón por la cual, la tasa de éxito de los implantes puede aumentar. Debido a esto, existe una urgente necesidad de realizar investigaciones fundamentadas en esta área, las cuales pudiesen combinar estudios in vitro e in vivo; guiando así a una pronta aplicación dentro de las áreas clínicas en universidades y centros de investigación privados.

Así es como, en los anales de la implantología existe el deseo de la creación del diseño de implante perfecto en base a nanomateriales que logren alcanzar las metas en biocompatibilidad. Esto solo podrá ser posible a través de la experimentación.


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