Tratamiento endodóntico a través del uso de plataformas microrrobóticas: más efectivo y mejor diagnóstico

El sistema de conductos radiculares, debido a sus irregularidades y complejidades anatómicas, es uno de los espacios más difíciles de limpiar a la hora de realizar una endodoncia. No limpiarlos correctamente es, de hecho, una de las principales causas de fracaso del tratamiento.

Así lo afirman los investigadores de Penn Dental Medicine y su Centro de Innovación y Odontología de Precisión (CiPD), quienes también afirman que a fecha de hoy, existen medios limitados para diagnosticar o evaluar la eficacia de dicha desinfección.

Por eso mismo han llevado a cabo un estudio de prueba de concepto, publicado en el Journal of Dental Research, en el cual realizaban tratamientos de endodoncia usando unos microrrobots capaces de acceder a las superficies difíciles de alcanzar del conducto radicular.

¿Cómo se llevó a cabo exactamente el proceso?

Los componentes básicos de los microrrobots son nanopartículas de óxido de hierro (NP) que tienen actividad tanto catalítica como magnética, y se probaron en dos sistemas o plataformas.

Primer sistema

En la primera plataforma, se usó un campo magnético para concentrar las NP en microenjambres agregados y controlarlos magnéticamente en el área apical de réplicas de dientes impresas en 3D y colocadas verticalmente, para romper y recuperar biopelículas a través de una reacción catalítica.

Las réplicas de dientes se realizaron en colaboración con el Dr. Bekir Karabucak, presidente del Departamento de Endodoncia de Penn Dental Medicine.

Más en detalle, el proceso viene a ser de la siguiente manera:

1. Se preparó una biopelícula que contenía cuatro especies de bacterias endodónticas y se colocó dentro de las réplicas 3D de los dientes.
2. A continuación, se introdujo la suspensión de nanopartículas de óxido de hierro en el conducto radicular.
3. Usando electroimanes, se crearon microenjambres de NP y se controlaron con precisión para romper la biopelícula.
4. En el análisis de la biopelícula recolectada, se detectaron las cuatro especies. Y al usar un microscopio, todas las nanopartículas parecían haber sido eliminadas del conducto radicular.

Segundo sistema

La segunda plataforma utilizó la impresión 3D para crear robots miniaturizados en forma de hélice incrustados con NP de óxido de hierro. Estos helicoides fueron guiados por campos magnéticos para moverse dentro del conducto radicular, transportando bioactivos o fármacos que pueden liberarse en el sitio.

Con este segundo sistema, se aprovechaba la flexibilidad de las NP de óxido de hierro como bloques de construcción e implicaba la creación de un sistema robótico moldeado tal como se describe a continuación en el artículo:

1. Se imprimieron en 3D moldes blandos con forma de sacacorchos en forma de helicoide (dos hélices envueltas alrededor de un eje central) y se llenaron con un gel incrustado en nanopartículas de óxido de hierro.
2. Usando un campo magnético, se demostró que los helicoides se movían a través del canal con alta eficiencia, logrando la ruptura química y mecánica de la biopelícula.

De particular interés en este modelo es la capacidad añadida de cargar los helicoides con terapias para la administración dirigida de fármacos en la región apical del conducto radicular, donde la infección está muy cerca de los tejidos circundantes.

Consideraciones del equipo de investigación

En el segundo sistema, el equipo de investigación mostró la capacidad única de rastrear los microrobots en tiempo real utilizando tecnologías de imágenes existentes, como escáner intraoral, rayos X dentales y tomografía computarizada de haz cónico, que fueron capaces de ubicar los helicoides en el canal del diente intacto.

Además, los microrrobots mostraron una gran maniobrabilidad desde la parte superior hasta la parte inferior del canal.

«Lo que es más importante, demostramos en un modelo ex vivo que los robots podían ser controlados por el campo magnético sin interrupción por parte del tejido blando y duro que rodea los dientes«, señala el Dr. Karabucak, quien explica que el campo magnético para ambos sistemas endodónticos probados sería generado por un pequeño dispositivo en la cavidad bucal.

Sin olvidar que estos microrrobots, no solo realizaron la limpieza de los canales radiculares con una precisión controlada, también recuperaron muestras para diagnóstico, lo que permite un plan de tratamiento más personalizado.

«La tecnología podría habilitar funcionalidades multimodales para lograr una orientación precisa y controlada de biopelículas en espacios difíciles de alcanzar, obtener muestras microbiológicas y realizar la administración de fármacos dirigida», dice el Dr. Alaa Babeer, autor principal del estudio y graduado en endodoncia, que ahora se encuentra dentro del laboratorio del Dr. Michel Koo, codirector del CiPD.

«Esta tecnología ofrece el potencial para avanzar en la atención clínica en una variedad de niveles», apunta el Dr. Koo, coautor correspondiente del estudio con el Dr. Edward Steager, investigador principal de investigación en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Penn.

Esta no es la primera vez que la Penn’s School hace uso de los microrrobots. En esta otra aplicación práctica, los enjambres de microrrobots son usados para llevar a cabo el cepillado de dientes… sin tener que usar un cepillo.

Fuente: Penn Today.