Reportaje
Wed Jun 06 16:00:00 CEST 2018

Materiales capaces de regenerar tejidos como el esmalte dental o el hueso

  •  Campus de Valladolid

Gabinete de Comunicación

El estudio, realizado por las universidades de Valladolid y Queen Mary de Londres, ha sido publicado en Nature Communications

Científicos del grupo BIOFORGE de la Universidad de Valladolid, dentro del consorcio formado por investigadores de esta institución académica y de la Universidad Queen Mary de Londres, han desarrollado un nuevo método para formar materiales mineralizados con potencial para regenerar tejidos duros como el esmalte dental y el hueso. El estudio ha sido publicado en junio de 2018 en la publicación científica Nature Communications y demuestra que se pueden crear este tipo de materiales con una precisión y orden sin precedentes. Tales materiales tienen el aspecto del esmalte dentario y se comportan en el resto de sus propiedades como tal.


Según afirma el profesor de la UVa José Carlos Rodríguez Cabello, director del grupo de investigación BIOFORGE, “el esmalte dentario, que se localiza en la parte exterior de los dientes, es el tejido más duro del cuerpo humano y permite que nuestros dientes mantengan su integridad durante la mayor parte de nuestras vidas, a pesar de estar sometidos a grandes esfuerzos mecánicos por la presión de la mordida y de estar expuestos a comidas y bebidas ácidas y temperaturas extremas. Esta funcionalidad tan sobresaliente es el resultado de su estructura microscópica, la cual presenta niveles muy elevados de organización y complejidad”.


Sin embargo, al contrario que otros tejidos, el esmalte dental no puede regenerarse espontáneamente después de su perdida, lo que conlleva a situaciones de sensibilidad dental y dolor y, finalmente, a la perdida de la pieza dental.
Pues bien, el sistema desarrollado en este consorcio se basa en la creación de un material proteico especifico, un recombinamero tipo elastina, que ha sido diseñado y producido por los investigadores de la Universidad de Valladolid y pertenecientes al CIBER-BBN (Centro de Investigación Biomédica en Red. Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina), en el que está incluido el grupo de investigación BIOFORGE. Este material es capaz de provocar la generación de nanocristales de apatita y guiar su crecimiento ordenado a través de distintas escalas dimensionales, desde la atómica y nanométrica hasta la milimétrica. “Se trata de materiales que imitan el esmalte dentario y que, tras su mineralización, se comportan de manera similar al mismo”, afirma José Carlos Rodríguez Cabello, quien añade que “la aportación del grupo de investigación de la Universidad de Valladolid BIFORGE a este proyecto es fundamental, dado que es el encargado del diseño y producción de los biomateriales en torno a los cuales pivota el sistema descrito en el artículo”.

mágenes de microscopía SEM de la parte superior de una membrana de recombinámero tipo elastina (ELR) después de la mineralización que muestran la organización jerárquica de las estructuras mineralizadas y cómo crecen hasta que se encuentran unas con otras
© BIOFORGE - . mágenes de microscopía SEM de la parte superior de una membrana de recombinámero tipo elastina (ELR) después de la mineralización que muestran la organización jerárquica de las estructuras mineralizadas y cómo crecen hasta que se encuentran unas con otras

Problemas dentales

Los problemas dentales afectan a más del 50% de la población mundial, por lo que la necesidad de descubrir procedimientos que sean capaces de regenerar el esmalte dentario ha sido un importante objetivo largamente perseguido por la odontología.El material generado por el consorcio Universidad de Valladolid-Universidad Queen Mary de Londres podría ser usado en una gran variedad de problemas dentales tanto en la prevención como tratamiento de piezas dentales ya afectadas por la pérdida del esmalte.


Además, el disponer del control sobre este tipo de procesos de mineralización abre la posibilidad de crear materiales que imiten otros tejidos duros de interés médico, aparte del esmalte, como pueden ser el hueso y la dentina. De esta forma, los resultados de este trabajo tienen el potencial de poder ser usados en una gran variedad de aplicaciones en medicina regenerativa. Igualmente, este estudio también provee de importante información que permitirá comprender mejor el papel que ciertos desordenes proteicos tienen sobre la fisiología y patología humana.


La colaboración del grupo de investigación BIOFORGE con el doctor Álvaro Mata de la Universidad Queen Mary de Londres se inició hace diez años, unas relaciones de gran importancia ya que la Queen Mary es una de las mejores universidades del Reino Unido y recientemente se ha clasificado entre las 100 mejores universidades del mundo en la última edición de QS World University Rankings.

Integrantes del grupo de investigación BIOFORGE
© Universidad de Valladolid - . Integrantes del grupo de investigación BIOFORGE

Revisión odontológica

Bibliografía

Sherif Elsharkawy, Maisoon Al-Jawad, Maria F. Pantano, Esther Tejeda-Montes, Khushbu Mehta, Hasan Jamal, Shweta Agarwal, Kseniya Shuturminska, Alistair Rice, Nadezda V. Tarakina, Rory M. Wilson, Andy J. Bushby, Matilde Alonso, Jose C. Rodriguez-Cabello, Ettore Barbieri, Armando del Río Hernández, Molly M. Stevens, Nicola M. Pugno, Paul Anderson & Alvaro Mata. 'Protein disorder–order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures'. Nature Communications. 9, Article number: 2145 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04319-0