La periodontitis afecta a casi la mitad de los estadounidenses mayores de 30 años, y en sus etapas avanzadas, podría provocar la pérdida prematura de dientes o algo peor. Estudios recientes han demostrado que la periodontitis también podría aumentar el riesgo de enfermedad cardíaca y enfermedad de Alzheimer.

Un equipo de investigadores de UCLA ha desarrollado métodos que pueden conducir a una terapia más eficaz y confiable para la enfermedad periodontal, que promueven la regeneración del tejido de las encías y los huesos con características biológicas y mecánicas que se pueden ajustar según las necesidades del tratamiento. El estudio se publica en línea en ACS Nano .

La periodontitis es crónica, Enfermedad destructiva que inflama las encías que rodean el diente y eventualmente degrada la estructura que mantiene el diente en su lugar. formando bolsas infectadas que conducen a la pérdida de huesos y dientes. Los tratamientos actuales incluyen métodos de lucha contra las infecciones; aplicación de moléculas que promueven el crecimiento de los tejidos, también conocido como factores de crecimiento; y regeneración tisular guiada, que se considera el estándar óptimo de atención para el tratamiento de la periodontitis.

Regeneración tisular guiada, en el caso de periodontitis, Implica el uso de una membrana o película delgada que se coloca quirúrgicamente entre la encía inflamada y el diente. Membranas que vienen en formas no biodegradables y biodegradables, están destinados a actuar no solo como barreras entre la infección y las encías, sino también como un sistema de administración de medicamentos, antibióticos y factores de crecimiento para el tejido de las encías.

Desafortunadamente, los resultados de la regeneración tisular guiada son inconsistentes. Las membranas actuales carecen de la capacidad de regenerar el tejido de las encías directamente y no pueden mantener su estructura y estabilidad cuando se colocan en la boca. La membrana tampoco puede soportar la administración prolongada de fármacos, que es necesario para ayudar a curar el tejido de las encías infectadas. Para membranas no biodegradables, se necesitan múltiples cirugías para quitar la membrana después de que se haya liberado cualquier medicamento, lo que compromete el proceso de curación.

"Dadas las desventajas actuales de la regeneración tisular guiada, vimos la necesidad de desarrollar una nueva clase de membranas, que tienen propiedades de regeneración de tejidos y huesos junto con un revestimiento flexible que puede adherirse a una variedad de superficies biológicas, "dijo la Dra. Alireza Moshaverinia, autor principal del estudio y profesor asistente de prostodoncia en la Facultad de Odontología de UCLA. "También hemos descubierto una forma de prolongar el plazo de entrega de medicamentos, que es clave para la cicatrización eficaz de heridas ".

El equipo comenzó con un polímero aprobado por la FDA, una molécula sintética a gran escala que se usa comúnmente en aplicaciones biomédicas. Debido a que la superficie del polímero no es adecuada para la adhesión celular en el tratamiento periodontal, los investigadores introdujeron un recubrimiento de polidopamina, un polímero que tiene excelentes propiedades adhesivas y puede adherirse a superficies en condiciones húmedas. El otro beneficio de usar un recubrimiento de este tipo es que acelera la regeneración ósea al promover la mineralización de la hidroxiapatita, que es el mineral que forma el esmalte y el hueso de los dientes.

Después de identificar una combinación óptima para su nueva membrana, los investigadores utilizaron electrohilado para unir el polímero con el recubrimiento de polidopamina. El electrohilado es un método de producción que hace girar simultáneamente dos sustancias a una velocidad rápida con cargas positivas y negativas, y los fusiona para crear una sustancia. Para mejorar la superficie y las características estructurales de su nueva membrana, los investigadores utilizaron plantillas de malla metálica junto con el electrohilado para crear diferentes patrones, o micropatrones, similar a la superficie de una gasa o un gofre.

"Al crear un micropatrón en la superficie de la membrana, ahora podemos localizar la adhesión celular y manipular la estructura de la membrana, "dijo el coautor principal Paul Weiss, Presidente de la UC y profesor distinguido de química y bioquímica, bioingeniería, y ciencia e ingeniería de materiales en UCLA. "Pudimos imitar la compleja estructura del tejido periodontal y, cuando se coloca, nuestra membrana complementa la función biológica correcta en cada lado ".

Para probar la seguridad y eficiencia de su nueva membrana, los investigadores inyectaron modelos de rata con células madre humanas derivadas de la encía y células madre del ligamento periodontal humano. Después de ocho semanas de evaluar la degradación de las membranas y la respuesta del tejido, observaron que el estampado, La membrana de polímero recubierta de polidopamina tuvo niveles más altos de ganancia ósea en comparación con los modelos sin membrana o con una membrana sin recubrimiento.

Para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones médicas y dentales, los investigadores también descubrieron una forma de ajustar la velocidad a la que se degradan sus membranas cuando se insertan en sus modelos. Lo hicieron agregando y restando diferentes agentes oxidantes o usando bases poliméricas más ligeras antes de pasar por el proceso de electrohilado. La capacidad de aumentar o disminuir las tasas de degradación ayudó a los investigadores a controlar el momento en que se administran los medicamentos a las áreas deseadas.

"Hemos determinado que nuestras membranas pueden ralentizar la infección periodontal, promover la regeneración ósea y tisular, y permanecer en el lugar el tiempo suficiente para prolongar la entrega de medicamentos útiles, ", Dijo Moshaverinia." Vemos que esta aplicación se expande más allá del tratamiento de la periodontitis a otras áreas que necesitan una curación acelerada de heridas y terapias de administración prolongada de fármacos ".

Los próximos pasos de los investigadores son evaluar si sus membranas pueden suministrar células con factores de crecimiento en presencia o ausencia de células madre.