Por Kayla, Ilustraciones de Francesco Ciccolella
Estos y otros tratamientos en desarrollo podrían cambiar las visitas al dentista.
Imagina un mundo donde pudieras regenerar un diente faltante con un solo medicamento y microrobots limpiaran tus dientes todas las noches.
Los científicos afirman que ese futuro está cada vez más cerca. “Realmente estamos buscando tecnología disruptiva”, afirma el Dr. Hyun (Michel) Koo, director cofundador del Centro de Innovación y Odontología de Precisión de la Universidad de Pensilvania.
Aquí podrá ponerse al día con los últimos descubrimientos que podrían transformar su salud bucal.
Microrobots que limpian los dientes
Un enjambre de microrobots podría limpiarte los dientes.
Según Koo, se trata de una solución tres en uno: en un sistema automatizado, el enjambre actúa como cepillo de dientes, hilo dental y enjuague bucal.
Koo y Edward Steager , investigador principal de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania, han liderado el desarrollo de la tecnología de microrrobots, que utiliza partículas diminutas conocidas como nanopartículas, en este caso de compuestos de óxido de hierro. Estas nanopartículas están aprobadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos para usos que van desde la creación de imágenes hasta la coloración de alimentos, gracias a su capacidad de adoptar un tono rojo, amarillo o marrón.
“Puedes comértelos”, dice Koo. Estas partículas también pueden unirse para formar un microrobot, un pequeño dispositivo que puede completar una tarea compleja. Los imanes guían a los enjambres de microrobots para que adopten distintas formas, desde cerdas para cepillarse los dientes hasta un hilo alargado para usar el hilo dental. Con solo pulsar un botón, la rutina bucal se automatiza programando cuándo y dónde se activan estos imanes.
Hay dos prototipos: un dispositivo similar a un protector bucal y otro similar a un cepillo de dientes. Se encienden los imanes y se inyecta una solución que contiene los microrobots y peróxido de hidrógeno, un agente de limpieza común. Los microrobots actúan como un enjuague bucal desinfectante cuando se combinan con peróxido de hidrógeno. Al activar químicamente el peróxido de hidrógeno, las nanopartículas matan las bacterias y descomponen la placa con mayor eficacia que el desinfectante solo, dice Koo. El sistema puede eliminar el 100% de la placa en un modelo impreso en 3D de dientes y encías humanas, y el 80% en pruebas con animales. Esperan mejorar esta última cifra cuando concluyan sus ensayos en animales a finales de 2024.
Otro reto en el que están trabajando es acortar el tiempo de la rutina, que ahora dura entre cinco y diez minutos, dice Steager. El prototipo actual costaría menos que un cepillo de dientes eléctrico sofisticado, dice Koo. Esto se calcula basándose en el dispositivo que utiliza electrónica sencilla y nanopartículas de bajo coste que pueden fabricar en su laboratorio. Los investigadores ven el mercado inicial como personas con discapacidades que tienen dificultades para cepillarse los dientes, aunque también ven usos futuros para personas que buscan comodidad. «Tengo un hijo que odia cepillarse los dientes», dice Koo.
Las bacterias de la boca como medicina
Las bacterias de la boca de una persona pueden ser la medicina de otra. Esa es la idea detrás de los trasplantes de microbiota oral: transferencias de bacterias de la boca de un donante sano a un paciente. Científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Adelaida creen que este tratamiento podría algún día frenar la caries dental y las enfermedades de las encías.
Según Laura Weyrich , profesora adjunta de Penn State que dirige un equipo que está desarrollando este tratamiento, cada uno de nosotros tiene alrededor de 200 especies de bacterias en la boca, cuya distribución exacta depende de la dieta, la genética y el estilo de vida. Diferentes bacterias pueden causar enfermedades bucales o prevenirlas. El equipo buscó durante dos años un “súper donante”, alguien con el mejor equilibrio de bacterias buenas y malas en la boca y sin caries ni enfermedades de las encías. Eligieron a un adulto joven que solo se cepilla los dientes una vez al día, nunca usa hilo dental y no ha visitado a un dentista en cinco años, pero que no tiene caries. El microbioma de esta persona era tan saludable que esos hábitos de higiene bucal no importaban, dice la Dra. Sonia Nath , investigadora de la Universidad de Adelaida.
Los científicos extrajeron placa (la sustancia que recubre los dientes y las encías) de la boca del donante, la mezclaron con gel y la aplicaron sobre los dientes de las ratas. Las ratas mostraron una reducción significativa de la caries dental. El equipo pretende iniciar los ensayos clínicos en humanos en 2025. Además de averiguar si el trasplante funciona en personas, los investigadores están estudiando si el mismo trasplante funcionará en diferentes grupos demográficos y con qué frecuencia debe renovarse. Es probable que el tratamiento deba almacenarse a temperaturas muy bajas, y los científicos prevén una aplicación cada pocos meses en el consultorio de un dentista. «Te hacen un trasplante rápido y luego tienes la boca resuelta», dice Weyrich.
Terapia de luz roja para tus encías
Imagine un implante dental con tecnología incorporada para administrar una terapia de luz roja que refuerza el sistema inmunológico. Ni siquiera necesita una batería: la luz se alimenta con los movimientos de la boca.
Los implantes dentales conllevan el riesgo de periimplantitis, una enfermedad provocada por bacterias que destruye la encía y el tejido óseo que rodea el implante. Geelsu Hwang , profesor asociado del departamento de ciencias preventivas y restaurativas de la Universidad de Pensilvania, cree que tiene una solución en un implante dental de alta tecnología que emite luz a la encía que rodea el implante.
El equipo de Hwang descubrió que tanto la luz roja como la luz infrarroja cercana estimulan el tejido de las encías para que libere péptidos antimicrobianos, proteínas del sistema inmunológico que matan las bacterias. Optaron por la luz infrarroja cercana, que es invisible. «Estoy bastante seguro de que no a mucha gente le gustaría tener una luz roja visible desde sus bocas», dice Hwang. La luz se dirige a la encía alrededor del implante para ayudarla a combatir las bacterias que normalmente generarían infecciones.
El diente artificial está hecho de titanato de bario, un material llamado piezoeléctrico que genera electricidad en respuesta a la estimulación física. Movimientos como la masticación ayudan a alimentar los LED de terapia de luz del implante. El titanato de bario también repele naturalmente las bacterias . Un inconveniente es que no es tan fuerte como la zirconia, un material cerámico que se usa comúnmente para los implantes. Hwang dice que el equipo está trabajando para fortalecerlo.
En el laboratorio, probaron su terapia de luz en células del tejido de las encías rodeadas de bacterias que causan enfermedades y descubrieron que 90 minutos de luz al día eran suficientes para minimizar la inflamación. También están investigando si el tratamiento debe ser continuo o puede dividirse.
El producto se probará en cerdos a finales de este año, con el objetivo de pasar a ensayos clínicos en humanos.
Reconstrucción del esmalte
¿Pueden los científicos diseñar dientes más fuertes y menos sensibles?
El esmalte, la capa exterior dura de los dientes, protege a los dientes de los daños. Pero el cuerpo no puede regenerarlo una vez que se erosiona , y los dentistas tampoco pueden reemplazarlo. Los científicos están trabajando en un gel que reconstruye el esmalte imitando a la madre naturaleza.
Según Janet Moradian-Oldak , profesora de ciencias biomédicas y bioingeniería de la Universidad del Sur de California, que dirige un equipo que trabaja en este campo, esta tecnología ha sido durante mucho tiempo un sueño para muchos. Pasó los últimos 25 años estudiando las proteínas que forman el esmalte, con especial interés en una llamada amelogenina.
Nuestros cuerpos utilizan la amelogenina en las primeras etapas del desarrollo de nuestros dientes para organizar el calcio y el fosfato (dos minerales que constituyen la mayor parte del esmalte) en capas. El proceso es similar a colocar ladrillos: la amelogenina organiza el calcio y el fosfato en un patrón organizado y repetitivo. En 2016, Moradian-Oldak y su equipo lograron un gran avance cuando diseñaron un péptido (una cadena más corta de aminoácidos) basado en la amelogenina que imitaba con éxito su función. Cuando ese péptido se colocó en un gel y se pintó sobre la superficie de las muelas del juicio extraídas, se formó una nueva capa similar al esmalte. El péptido también remineralizó la dentina, la capa debajo del esmalte.
La idea de utilizar un péptido para reconstruir el esmalte es algo en lo que han estado trabajando varios investigadores, con equipos de la Universidad de Washington y universidades de China que desarrollan tecnologías similares.
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En los tratamientos tradicionales, el flúor actúa formando parches de depósitos minerales en la superficie del diente, pero eso no preserva la fuerza y las propiedades físicas del esmalte, así como las capas estructuradas creadas por el gel, afirma Moradian-Oldak. Mientras tanto, las pastas dentales que contienen calcio y fosfato proporcionan los componentes básicos para la mineralización, pero no tienen el péptido necesario para construir capas organizadas.
Moradian-Oldak espera que el gel pueda prevenir la progresión de la caries dental reconstruyendo el esmalte perdido. Cree que podría ser útil para pacientes con hipersensibilidad dental, erosión dental, áreas de desmineralización llamadas lesiones de manchas blancas y un trastorno genético llamado amelogénesis imperfecta, en el que el esmalte se forma incorrectamente. También existe la posibilidad de que el gel pueda blanquear los dientes, formando una nueva capa sobre toda la superficie, pero su equipo no ha realizado ningún experimento para probar esto, por lo que «esto es solo una idea», dice.
Siguen existiendo limitaciones: por ejemplo, se necesitan al menos 16 horas para que crezca una capa organizada similar al esmalte, y cada capa es delgada (como referencia, se necesitarían cientos de capas de este tipo para igualar el grosor del esmalte natural). “Aún tenemos que hacerlas más gruesas y fuertes”, afirma.
Moradian-Oldak dice que consiguió patentes para su gel y ahora está en proceso de solicitar la aprobación de la FDA para comenzar los ensayos clínicos.
Un medicamento para hacer crecer los dientes
Un fármaco innovador podría regenerar dientes perdidos.
En ratones con agenesia dental congénita (una afección en la que faltan dientes como resultado de un desarrollo deficiente), una inyección intravenosa de este fármaco permitió la formación de dientes . El nuevo fármaco es un anticuerpo diseñado para bloquear una proteína llamada USAG-1 que normalmente impide el crecimiento de dientes adicionales. El bloqueo de la proteína permite que maduren los brotes dentales, la primera etapa de la formación de los dientes.
“Una molécula tiene el potencial de formar un diente entero”, afirma Katsu Takahashi , jefe del departamento de odontología y cirugía oral del Hospital Kitano en Osaka, Japón, quien lidera el proyecto.
El primer ensayo en humanos de su equipo, previsto para el otoño, se centrará en la seguridad, en lugar de en el crecimiento de los dientes, en adultos sanos. Si el ensayo tiene éxito, pasarán a probar el fármaco en niños de entre 2 y 7 años que han perdido dientes debido a agenesia dental congénita.
Takahashi afirma que los niños con esta enfermedad tienen brotes dentarios que no se desarrollan adecuadamente debido a factores genéticos y ambientales. El equipo plantea la hipótesis de que el fármaco podría permitir la formación de dientes permanentes. El ensayo duraría entre tres y cinco años, el tiempo típico que tarda un diente permanente en crecer desde la etapa de brote en la mandíbula hasta su erupción a través de la encía.
El equipo también continuará su investigación básica con la esperanza de ampliar los usos potenciales del medicamento a los adultos, dice Takahashi.