Trabajos Originales

Recibido para Arbitraje: 20/ 05/ 2011
Aceptado para Publicación: 09/12/2011

• R. Pulido, Odontólogo. Libre Ejercicio (Mérida - Venezuela). [email protected]
  
  
• R. A. Ramírez, Odontólogo. Profesor Agregado de la Facultad de Odontología de la Universidad de Los Andes (Mérida - Venezuela). [email protected]
  
  
• J. P. Pérez, Odontólogo. Profesor Instructor de la Facultad de Odontología de la Universidad de Los Andes (Mérida - Venezuela). [email protected]
  
  
• B. J. Perdomo, Magister, Lic. Educación. Profesor Agregado de la Facultad de Odontología de la Universidad de Los Andes (Mérida - Venezuela). [email protected]

Correspondencia:
Facultad de Odontología Universidad de Los Andes. Edificio Rectorado Calle 24 entre Av. 2-3, planta baja, Cátedra de Operatoria Dental. Mérida - Venezuela, CP: 5101. Teléfono: 582742402394.

Agradecimiento al CDCHT de la ULA por el financiamiento y soporte prestado para hacer posible esta investigación (Códigos de proyectos O-229-08-07-F y parte de O-221-08-02-B).



Introducción:

La caries dental es una de las enfermedades más comunes en el ser humano, con una de las mayores tasas de incidencia en toda la población ¹. Esta enfermedad se describe como un proceso dinámico entre la desmineralización y remineralización que ocurre en las superficies dentarias como consecuencia del metabolismo bacteriano, que con el tiempo puede resultar en una pérdida de minerales y probablemente en una franca cavidad ².

Actualmente, el interés de la odontología se ha centrado en la prevención, tratamiento y monitoreo del proceso carioso. La terapia preventiva consiste en revertir el proceso de desmineralización a favor de la remineralización, ya que por el desbalance, el diente es sometido a una pérdida aumentada de su contenido mineral ³ lo que hace preciso el tratamiento temprano, pues puede evitar la cavitación y por ende tratamientos invasivos que disminuyen el ciclo de vida de un diente ^3,4.

La desmineralización es la pérdida de minerales de la estructura dentaria, específicamente la salida de los iones calcio y fosfato (CA++ PO4) que son los principales componentes de esta estructura. El tratamiento de la enfermedad tiene un enfoque biológico en el cual se busca crear un escenario favorable para la reprecipitación de dichos iones. Esta terapéutica tiene el flúoruro como elemento principal en la reversión del proceso⁵, ya que ha estado presente en los programas de estrategias preventivas de las últimas tres décadas⁶, además existe una fuerte evidencia que respalda su uso ⁷. En el proceso existen otros elementos involucrados como lo son el CA++, PO4 que en cantidades abundantes y constantes pueden favorecerlo ⁸. Dentro de esa línea se conocen otras alternativas, entre las cuales existen la caseína fosfopeptidasa (CPP-ACP) probada como agente anticaries in situ, el cual mostro un gran potencial remineralizado ⁹ y los materiales a base de vidrio bioactivo, que son compuestos de base de calcio, fosfato y silicio que actúa favoreciendo la reprecipitación de éstos elementos dentro de la estructura dentaria¹⁰.

El vidrio bio-activo es reconocido por su capacidad de osteoconducción en la regeneración del tejido óseo, su composición lo convierte en un candidato interesante como agente remineralizador de los tejidos dentarios ya que estudios previos así lo han asociado ^10-13.

Dentro de la sociedad tecnológica actual existen algunos métodos como el microscopio electrónico de barrido (SEM) con dispersión de rayos x (EDS), la fluorescencia láser y la microscopía láser Confocal que permiten medir la cantidad de elementos que componen un determinado material; no obstante, la demanda de nuevos métodos de mayor eficiencia, menor costo y menor complejidad en el manejo ponen en evidencia la necesidad de tener disponibles instrumentos de medición capaces de caracterizar las pequeñas modificaciones que pueden ocurrir sobre la estructura dentaria por acción bioquímica de la placa, a partir de los cuales se puedan desarrollar nuevas alternativas terapéuticas ¹⁴.

Entre los métodos, el SEM es una herramienta analítica de notable importancia para el estudio y caracterización de la superficies de cualquier naturaleza y junto al microanálisis de elementos por dispersión de rayos X (EDS) ¹⁵ constituyen instrumentos de indiscutible utilidad. La técnica combinada SEM - EDS permite observar superficies en rangos sub-micrónicos y obtener imágenes tridimensionales de la topografía de las superficies de las muestras ¹⁶. La apariencia tridimensional de la muestra es un resultado directo de la gran profundidad de campo, así como el efecto de relieve producido en la imagen por los electrones secundarios y retro-dispersos. De hecho, esta capacidad para ver en tres dimensiones es citada en la bibliografía como la característica más valiosa para los usuarios de estos instrumentos. El SEM también es capaz de examinar objetos a muy bajos aumentos y de esa manera complementar la imagen óptica en campos como la arqueología ó la metalurgia ¹⁴. Por su parte, el EDS permite determinar la presencia de elementos y la cantidad en determinado sitio de la muestra con gran precisión por lo que cualquier variación en la composición de la superficie puede ser determinada.

En esta investigación, el objetivo fue determinar el potencial de remineralización a nivel ultraestructural del vidrio bioactivo en comparación al producido por el fluoruro estañoso.


Materiales y Métodos:

Se seleccionaron 10 molares humanos sanos, los cuales fueron recolectados del servicio de cirugía del Centro de Atención Médico Integral de la Universidad de Los Andes (CAMIULA), Venezuela por razones de tratamiento ortodóntico. A los pacientes se les informó que el material biológico iba a ser usado con fines de investigación y ninguno presentó objeción al respecto. El tamaño de la muestra fue determinado tomando en consideración estudios previos ^13,17.

Criterios de inclusión:

• Material biológico proveniente de pacientes entre 18 y 28 años de edad.
  
• Esmalte liso y pulido.
  
• Libres de lesiones cariosas.
  
• Libres de hipoplasia ó hipo mineralización.
  
• Libres de fracturas y de lesiones no cariosas como abfracción, abrasión y erosión.
  
• Libres de manchas ó pigmentaciones.
  
• Libres de tratamientos restauradores como endodoncias, amalgamas, resinas compuestas, etc.

Los molares fueron almacenados en Cloramina T (AcoFarma®) por un tiempo no mayor a 30 días, seguidamente se limpiaron para eliminar los restos de ligamento. Luego, cada molar se dividió en cuatro superficies y cada una de ellas pasó a formar parte de un sub - grupo, como se describe a continuación:

• Grupo 1 (n=10): Superficie control sin tratamiento
  
• Grupo 2 (n=10): Superficie control desmineralizada
  
• Grupo 3 (n=10): Superficie tratada con vidrio bioactivo
  
• Grupo 4 (n=10): Superficie tratada con fluoruro Sn

Los dientes se montaron individualmente en bloques de acrílico de autocurado para su mejor manipulación. Seguidamente, éstos se seccionaron en los planos longitudinales mesiodistal y buco-lingual usando una sierra de precisión (Isomet® 1000, Buehler). Cada uno de los fragmentos individualizados se acabaron con fresas diamantadas de grano ultra fino a alta velocidad, con refrigeración y luego se pulió con disco soft-lex (3M ESPE) color amarillo con la finalidad de crear una superficie plana de 3 x 3 mm y dejar esmalte virgen. Las muestras se lavaron con baño ultrasónico por 3 minutos y por último, se pintaron todas las superficies con barniz de uñas (Revlon # 163) excepto en las ventanas de esmalte tratado. (Fig. 1)

En una primera fase se procedió a realizar las lesiones artificiales a los grupos 2 - 4 ya que el grupo 1 servía de control para el porcentaje de elementos. Para realizar el procedimiento las ventanas de esmalte de 3x3mm se desmineralizaron con una solución acuosa de metilcelulosa al 8% (1500cP, 63 kDa) cubierta con un volumen igual de 0.1 mol/1 de acido láctico y pH ajustado con KOH. Todas las secciones se sumergieron por 5 días en la solución acuosa, en un pH de 4.6 a 37 ºC en estufa, basando en el sistema de gel acidificado descrito por Lynch y Ten Cate ¹⁸.

En una segunda fase se realizó el tratamiento remineralizador al grupo 3 con vidrio bioactivo y al grupo 4 con enjuague de fluoruro estañoso, en ciclos de remineralización y desmineralización dos veces al día por 15 días.

Para la remineralización con vidrio bioactivo se usó Biogran® (Biomet 3iTM), el cual se mezcló con agua destilada como vehículo a una concentración de 5wT% 9, siguiendo el siguiente protocolo:
Primera aplicación:

1. Inmersión en solución de Bioglass® por 3 minutos.
   
2. Inmersión en saliva artificial por 12 horas.

A partir de la segunda aplicación:

1. Desmineralización por 30 minutos.
   
2. Lavado de solución agua destilada.
   
3. Inmersión en la solución de Bioglass® por 3 minutos.
   
4. Inmersión en saliva artificial por 12 horas.

Para la remineralización con fluoruro se aplicó un enjuague de fluoruro estañoso Gel Kam (Colgate Palmolive®) al 0,4%, de la siguiente manera:
Primera aplicación:

1. Inmersión en enjuague de fluoruro por 3 minutos.
   
2. Inmersión en saliva artificial por 12 horas.

A partir de la segunda aplicación:

1. Desmineralización por 30 minutos.
   
2. Lavado de solución agua destilada.
   
3. Inmersión en enjuague de fluoruro por 3 minutos.
   
4. Inmersión en saliva artificial por 12 horas.

Las muestras se desecaron por 24 horas, se orificaron y se observaron en el Microscopio Electrónico de Barrido a una magnificación de 2000x (Ver Fig. #2). Inmediatamente, se procedió a realizar el análisis EDS para la determinación de elementos (O, P, Ca, Sn y Si), en el Centro de Innovación Tecnológica (CITEC) de la Facultad de Ciencias de La Universidad de Los Andes en Mérida/ Venezuela.

Los datos obtenidos se recolectaron, archivaron y tabularon en hoja de cálculo Excel. Para poder determinar el potencial de remineralización del vidrio bioactivo, se hicieron 2 tipos de mediciones. En primer lugar, se comparó la diferencia entre el porcentaje promedio de los elementos (O, P, Ca, Sn y Si) vista en EDS del Grupo 3 y 4 con su respectivo grupo control (Grupo 1). La prueba estadística utilizada fue un ANOVA Univariable (Diferencia en el porcentaje de elementos de los grupos tratados menos su respectivo control) con dos factores fijos (Elementos, Tratamientos) y una co-variable (Diente), para el análisis se usó el paquete estadístico Statistic Package for the Social Sciences (SPSS) versión ¹⁹.

En segundo lugar se realizó un estudio comparativo de las imágenes SEM 2000x, en el cual de manera observacional se compararon las superficies del grupo 3 y 4 con su respectivo grupo control Grupo 2. Se analizaron dos variables dependientes (Disminución de Poros y Disminución de espacios) con respecto al factor fijo (Tratamientos) con la prueba del X 2, del paquete estadístico SPSS ¹⁹. En ambos análisis el valor de alfa fue establecido en 0.05.


Resultados:

Inicialmente se obtuvieron medidas de tendencia central con sus respectivas desviaciones típicas (Ver Tabla #1 y Gráfico #1) para los Tratamientos Fluoruro_Sny Vidrio_Bioactivo y los elementos en estudio.

• El ANOVA para la diferencia en el porcentaje de elementos de los grupos tratados menos su respectivo control el nivel 'Tratamientos' mostró un valor de p= 0,977, sin diferencias estadísticamente significativas. En cuanto al nivel 'Elementos' el valor de p= 0,000, lo cual muestra diferencias estadísticamente significativas. La covariable 'Diente' obtuvo un valor p=0,975 sin diferencias estadísticamente significativas. Finalmente, la Intersección Tratamiento/Elemento se adjudico un valor p= 0,000 con diferencias estadísticamente significativas. (Ver Tabla #2 ANOVA Univariante).
  
  
• El estudio comparativo de las imágenes SEM entre los Tratamientos y la variable en estudio "Disminución de Poros" mostró una respuesta positiva (Si) en un IC:95%= 34,65 - 93,5% para ambos tratamientos, en el X2 el valor de p=1 sin diferencias estadísticamente significativas (Ver Tabla #3).
  
  
• El estudio comparativo de las imágenes SEM entre los Tratamientos y la variable en estudio "Disminución de Espacios" mostró una respuesta positiva (Si) en un IC: 95%= 26,12 - 88% para el Tratamiento Fluoruro_Sn y 18,57 - 81,42% para el Tratamiento Vidrio_Bioactivo, en el X2 el valor de p=0,653 sin diferencias estadísticamente significativas (Ver Tabla #4).

Discusión:

Actualmente el uso de la microscopia electrónica de barrido (SEM) con dispersión de rayos X (EDS) es una herramienta analítica de gran importancia para el estudio de los materiales15. Está proporciona una obtención rápida, eficiente y simultáneamente información topográfica, cristalográfica y composicional del área estudiada, aspecto que le da a esta técnica una preponderancia clara sobre las demás microscopias para la mayoría de las aplicaciones, especialmente en el campo de la Ciencia de Materiales, proporcionando además análisis cualitativos y cuantitativos rápidos de la composición de elementos de un material¹⁴, lo que permite identificar las posibles modificaciones que se le puedan realizar a un material en progreso. En el desarrollo de esta investigación se seleccionó dicho método por las cualidades descritas, así como, por su confiabilidad y alta calidad de imagen. Siendo ideal para evaluar el comportamiento y biocompatibilidad de los dos tratamientos en estudio.

Desde el punto de vista clínico es importante valorar las propiedades terapéuticas y preventivas de las de los tratamientos biológicos, como lo son el uso de fluoruro de estaño y el vidrio bioactivo, en esta investigación pudimos observar que el grado de modificación mineral producido por ambos tratamientos a través de un análisis EDS no muestra diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos y entre los fragmentos de dientes que conformaban las muestras. Sin embargo, se encontró una diferencia dentro de los elementos que se incorporaron en la estructura del esmalte, posiblemente porque en el caso del tratamiento con fluoruro el elemento asociado fue el estaño, el cual puede que se incorpore en las ubicaciones del calcio principalmente, el fosforo ó quedar asociado al fluoruro en la ubicación del hidroxilo, ya que se evidencio que tanto el calcio, el fosforo y el oxigeno disminuyen con respecto a la superficie control. El estaño al ser un elemento que no se encuentra naturalmente en la estructura del esmalte podría causar las pigmentaciones que ocurren con frecuencia al utilizar este agente como remineralizador ¹⁹, como se pudo evidenciar por los altos niveles del metal presentes en las muestras tratadas con el gel de fluoruro de estaño.

Así mismo, en el tratamiento remineralizador con vidrio bioactivo se encontró cierta cantidad de elementos como sílice posiblemente por ser un vidrio altamente reactivo que le sirve de vehículo al resto de elementos, además se observo un notable aumento de la proporción de calcio con respecto al grupo control y al grupo tratado con fluoruro de estaño. Esto pudiera ser el resultado del micro ambiente de la superficie desmineralizada que al estar saturada con el ion calcio se pudiera promover su rápida incorporación.

Bajo las condiciones en las que se desarrolló este estudio se observó que el vidrio bioactivo funciona en el tratamiento remineralizador del esmalte dentario, lo que se corresponde con lo reportado por Alauddin ¹³, sin embargo no parece ser mejor que el fluoruro de estaño. Es importante destacar que a nivel ultraestructural la ventaja sería el depósito de un mayor porcentaje de calcio que de alguna manera estaría disponible en los momentos ácidos de la placa dental ^20-22. Alauddin ¹³ halló un mayor efecto remineralizador con el vidrio bioactivo, posiblemente porque las partículas eran de menor tamaño (nanométricas) al mismo tiempo su método de análisis fue diferente, ya que él se baso en una prueba de microdureza. Adicionalmente, la utilización de un vidrio bioactivo con particulado micrométrico, como el que se utilizó en este estudio pudo haber influenciado el grado y la velocidad de remineralización. Esto coincide con lo demostrado por Vollenweider 10, el cual reporta que el tamaño de las partículas del vidrio es un factor que influye en el proceso de remineralización dental. De esta forma, según éste autor, las partículas nanométricas se difunden con mayor facilidad que las partículas micrométricas a través de las estructuras dentarias, y de esa manera se facilita el proceso de reprecipitación de los elementos perdidos.

Para el análisis de la superficie se utilizaron las imágenes SEM a un aumento de 2000x, ya que con esta magnificación se pudieron observar de manera limpia y nítida las características ultraestructurales del esmalte dentario humano. Desde esta perspectiva al analizar la superficie con un instrumento de recolección validado por expertos, pudimos observar que no habían diferencias en las características de la superficies tratadas con ambos tratamientos, pero si con respecto al grupo Control ², que correspondía a las superficies desmineralizadas, esto sugiere que existe un aumento en de masa en la superficie tratada. Dada la importancia y relevancia clínica del tema estudiado se hace necesario continuar investigando el mismo. Un aspecto que pudo tener un efecto en el análisis de los resultados podría ser el número de muestras (n=10), por lo que los intervalos de confianza se hacen amplios con la consecuente baja de precisión en el efecto del tratamiento. Sin embargo, el tamaño muestral se determinó siguiendo estudios previos^13,17. Adicionalmente, se cuidó de que todos los tratamientos tuvieran sus grupos controles que provenían del mismo diente para evitar la presencia de variables intervinientes o sesgos en la muestra.


Conclusión:

El potencial de remineralización a nivel ultraestructural del vidrio bioactivo es similar al que se produce con el fluoruro estañoso.