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Un nuevo material con hidroxiapatita replica la microestructura del esmalte y mejora su dureza

La hidroxiapatita es un componente principal de los huesos y dientes humanos, un material fundamental para su mineralización – que ya se usa en pastas dentales con hidroxiapatita para ayudar a prevenir la caries – y que ahora un grupo de investigadores de la Universidad Federal de los Urales (Rusia) ha perfeccionado, tal como reporta el medio News Medical.

Lo han conseguido agregando a la hidroxiapatita un complejo de aminoácidos polares y orgánicos polifuncionales, incluidos, por ejemplo, lisina, arginina e histidina, que son importantes para la formación y reparación de estructuras óseas y musculares. Gracias a ellos, pudieron formar un recubrimiento dental que replica la composición y la microestructura del esmalte natural, según informan en la web de la universidad, y que en términos de resistencia hacen que supere al tejido natural.

El estudio se realizó en dientes sanos para eliminar la influencia de factores extraños en la capa resultante y poder comparar los resultados con otros dientes sanos. Y la formación de la capa mineralizada con propiedades similares a las del tejido duro natural se confirmó mediante microscopía de fuerza atómica y electrónica de emisión de campo, así como mediante imágenes químicas de áreas superficiales utilizando microespectroscopía Raman.

. Imágenes típicas de las muestras de morfología y secciones transversales FESEM. a,c,e - esmalte dental sano sin tratamiento (Muestra S1); b,d,f -después del pretratamiento superficial con Ca(OH) 2 y un complejo de aminoácidos orgánicos polifuncionales y polares, y posterior mineralización (Muestra S2); a, b – morfología de la superficie; c,d,e,f - imágenes de secciones transversales.
Imágenes típicas de las muestras de morfología y secciones transversales FESEM. a,c,e – esmalte dental sano sin tratamiento (Muestra S1); b,d,f -después del pretratamiento superficial con Ca(OH) 2 y un complejo de aminoácidos orgánicos polifuncionales y polares, y posterior mineralización (Muestra S2); a, b – morfología de la superficie; c,d,e,f – imágenes de secciones transversales. Imagen: Results in Engineering.

El nuevo material con Hidroxiapatita es más duro que el esmalte natural

El nuevo método de restauración dental con Hidroxiapatita, tal como explica Pavel Seredin, Especialista Principal en el Centro UrFU «Nanomateriales y Nanotecnologías», y Jefe del Departamento de Física del Estado Sólido y Nanoestructuras en la Universidad Estatal de Voronezh, es una buena noticia, porque cuando se da pérdida de esmalte “es necesario restaurar su superficie a un nivel saludable o acumular capas adicionales en dicha superficie si esta se ha vuelto muy delgada. Hemos creado una capa mineralizada biomimética (es decir, que imita a la natural) cuyos nanocristales replican el ordenamiento de los nanocristales de apatita del esmalte dental. También descubrimos que la capa diseñada de hidroxiapatita tiene una mayor nanodureza que supera la del esmalte nativo».

Así es como se aplica

Los investigadores también describieron las condiciones ambientales en las que deberían ocurrir los procesos de unión de la hidroxiapatita al tejido dental a la hora de realizar una restauración, tal como explica Pavel Seredin.

«Tradicionalmente en odontología, los materiales de restauración de composite se utilizan en la restauración del esmalte. Para aumentar la eficacia de la unión del esmalte y el composite, la técnica de restauración implica el grabado ácido del esmalte de antemano. Es posible que los productos de grabado que quedan no siempre tengan un efecto positivo en la unión de esmalte y materiales sintéticos. Para reproducir las capas de esmalte con técnicas biomiméticas, neutralizamos los medios y eliminamos los productos de grabado con álcali cálcico. De esta manera mejoramos la unión de las nuevas capas de hidroxiapatita”, explica.

Los siguientes pasos del equipo de investigación serán reparar defectos más grandes, que pueden ser de naturaleza variable, desde las etapas iniciales de caries hasta grietas y fracturas volumétricas.

Fuentes:
Ural Federal University
Seredin, P., et al. (2022) Engineering of biomimetic mineralized layer formed on the surface of natural dental enamel. Results in Engineering. doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100583.

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