Se han realizado numerosas investigaciones dedicadas a entender mejor los cambios biológicos y microestructurales del tejido dentinario en relación a la lesión de caries y a la posibilidad de remineralizar el tejido afectado (1,2,3,4,5).

Debido a la acción de los ácidos de origen bacteriano la dentina sufre alteraciones, tanto en su componente inorgánico como a nivel de la matriz orgánica. Éstos ácidos producen la desmineralización del tejido dentinario, con la consecuente pérdida de cristales minerales, y provocan alteración en la matriz orgánica, es decir en la red de fibras colágenas.

El tejido dentinario afectado por la caries, que es mantenido en la preparación luego de la eliminación del tejido infectado, es potencialmente reparable (6), pero es importante tener en cuenta que la estructura de esta dentina residual posee características histológicas particulares como consecuencia de la lesión. Un minucioso estudio de las investigaciones realizadas hasta la fecha, en relación a la remineralización dentinaria, aporta luz sobre varios aspectos y muestra la necesidad de continuar el camino hacia el desarrollo de materiales con aplicación clínica que complementen los tratamientos de mínima intervención.

El enfoque moderno del manejo de las lesiones de caries se basa en la eliminación, solamente, de la dentina infectada externa mientras la dentina remineralizable interior es conservada (7).

Luego de la excavación de la lesión de caries, por lo tanto, el sustrato para la unión clínica a los materiales restauradores es probable que sea una combinación de dentina normal en la periferia y dentina afectada en el centro de la lesión. La distribución del mineral de la dentina afectada por la caries es altamente variable y la profundidad de la lesión puede extenderse cientos de micras por debajo de la superficie excavada.

El enfoque biomimético en el tratamiento de los tejidos alterados por la lesión de caries implica guiar la remineralización siguiendo o imitando los mecanismos fisiológicos de mineralización tisular. Por lo tanto, conocer los caminos en los que naturalmente se realizan estos procesos en la formación dentaria y entender los procesos de señalización celular de los componentes bioactivos liberados de la matriz dentinaria durante la injuria, puede ayudar en el desarrollo de técnicas y materiales que posibiliten la recuperación biomecánica de la dentina alterada por procesos patológicos, las maniobras operatorias y los materiales restauradores (8).

La reconstitución de la dentina cariada es un enfoque clínico deseable que se contrapone con la práctica tradicional en la que este tejido es eliminado totalmente de la preparación dentaria. La eliminación parcial de la dentina cariada, cuando las condiciones de salud y respuesta pulpar son adecuadamente diagnosticadas, permite generar las condiciones biológicas para detener el avance de la lesión y promover los mecanismos defensivos pulpares. El sellado hermético de la restauración es una condición imprescindible para lograr tratamientos conservadores exitosos, dentro de una planificación integral basada en principios de mínima intervención (9,10,11,12).

Sin embargo, la recuperación del tejido dentinario es compleja porque implica la reconstitución de dos fases diferentes: por un lado el colágeno orgánico de tipo I y por otro lado apatita inorgánica, vinculándose en una relación espacial específica el uno con el otro. Esta estructura compuesta de la dentina se desnaturaliza, por la desmineralización y por el posterior desglose de la estructura polimérica del colágeno, cuando es enfrentada a las condiciones ácidas de la lesión de caries. Esto implica que la remineralización por sí sola es insuficiente para la recuperación total de la dentina cariada desmineralizada; es necesario, además, restituir la estructura de la matriz colágena y que ambas fases se vinculen de una manera específica. La recuperación del colágeno desnaturalizado puede desempeñar un papel fundamental en el restablecimiento de las propiedades micromecánicas de la dentina cariada a través de la remineralización intrafibrilar (13).

Para lograr remineralizar la dentina afectada por la lesión de caries, algunos estudios muestran que las zonas más profundas deben contener minerales remanentes, particularmente mineral intrafibrillar, para permitir la posterior nucleación y el crecimiento durante la remineralización (1, 4). Se ha establecido que la remineralización se produce a través de la formación de islas de cristales que tienden a crecer en tamaño y, finalmente, unirse, formando un tejido más homogéneamente remineralizado (1).

Un tejido remineralizado que ha restaurado sus propiedades mecánicas en condiciones fisiológicas, es una indicación de que los cristalitos minerales están estrechamente asociados o incluso ligados químicamente a la matriz colágena. La “calidad de la dentina” depende de la suma de las características del tejido: microestructura, densidad mineral y ubicación de los minerales dentro de la matriz orgánica (1, 14).

La investigación en biomateriales, que son aquellos usados en la reparación o sustitución de órganos o tejidos dañados, comenzó a desarrollarse, como ciencia, alrededor de la década de 1960. En un principio eran materiales inertes y a partir de la década del 80 comienza una segunda generación: los materiales bioactivos. Estos materiales se caracterizan por tener la propiedad de reemplazar tejidos. En la actualidad la investigación científica desarrolla materiales activadores de células y tejidos, es decir biomateriales regeneradores. Los mismos promueven la activación celular e inducen la regeneración de tejidos específicos. De esta forma la ciencia de los biomateriales se vincula a la ingeniería de tejidos, rama de la bioingeniería que se enfoca en la recuperación de las funciones biológicas, ya que estos materiales requieren soportes o andamios (scaffolds), en forma de sólido o gel, para guiar la proliferación celular. Para lograr este cometido, los soportes deben ser porosos y biodegradables. Se utilizan soportes poliméricos o cerámicos, o ambos (compuestos) y la investigación se enfoca, actualmente, en el desarrollo de soportes nanocompuestos. La fase cerámica de los mismos son vidrios bio-activos, compuestos de silicato (SiO₂), óxido de calcio (C_aO) y óxido de fósforo (P2O₅). En los últimos años, se han utilizado enfoques biomiméticos para desarrollar nanomateriales para su inclusión en una variedad de productos para la salud oral. Por ejemplo enjuagatorios y dentífricos que contienen nano-apatitas para interactuar con el biofilm y precipitar en la superficie del diente, y los productos que contienen nanomateriales para la remineralización de las lesiones tempranas del esmalte, cuyo tamaño es submicrométrico. Sin embargo, el tratamiento de las cavidades más grandes con nanomateriales se encuentra todavía en fase de investigación (15).

La remineralización convencional de la dentina cariada a menudo implica el uso de soluciones que contienen iones de calcio y fosfato en presencia de diversas concentraciones de fluoruro. Está bien establecido que la remineralización convencional no se produce por nucleación espontánea del mineral en la matriz orgánica, sino más bien por el crecimiento de cristalitos residuales de apatita en la dentina parcialmente desmineralizada; la estrategia de remineralización convencional depende del crecimiento epitaxial sobre cristalitos de apatita existentes. Si no hay o son pocos los cristalitos remanentes, no habrá remineralización. El contenido mineral de la capa superficial de la lesión influye en las características de la posterior remineralización, incluyendo la ubicación y la densidad de deposición mineral. (2)

La remineralización tisular guiada, por otra parte, utiliza análogos biomiméticos de proteínas de la matriz de dentina para inducir nanoprecursores de fosfato de calcio amorfo (ACP) en los compartimientos internos de las fibrillas de colágeno (16). Esta estrategia es independiente de los cristalitos de apatita que pudieran quedar remanentes. Este proceso biomimético de remineralización representa un enfoque de abajo hacia arriba (botton up) para crear nanocristales que son lo suficientemente pequeños como para caber en las zonas de la brecha entre las moléculas de colágeno adyacentes, y establecer un orden jerárquico en el colágeno mineralizado (Fig. 1). Tanto la dentina desmineralizada en forma parcial como la dentina totalmente desmineralizada, con las fibrillas de colágeno tipo I completamente desprovistas de fosfoproteínas de la matriz, ha sido remineralizada con éxito a través de esta estrategia (2).

Fig. 1

Desde hace algunas décadas varios estudios han reportado los esfuerzos por remineralizar la dentina, incluyendo el uso de fosfoproteinas (26), fosfopéptidos de caseín fosfato de calcio amorfo,(21,27) partículas de vidrio bioactivo (28), fosfato coloidal nanobetatricálcico (13) y polielectrolitos que contienen ácidos carboxílicos (20) estos estudios han mostrado éxito relativo con respecto a la formación mineral en el lugar de la lesión dentinaria (1).

El biomaterial ideal debería promover la deposición de dentina reactiva y también remineralizar la dentina afectada que queda remanente luego de la remoción parcial de la lesión cariosa.

La formación de minerales es una condición necesaria, pero puede no ser condición suficiente para el restablecimiento de la funcionalidad de la dentina después de los tratamientos de remineralización (14). La concentración de minerales por sí sola no es suficiente para evaluar el éxito de las estrategias actuales de remineralización. La recuperación mecánica parece restablecerse solo en forma parcial cuando el mineral es incorporado a la estructura, pero se vincula a la matriz en forma diferente a la fisiológica (1). El restablecimiento de la funcionalidad de la dentina afectada requiere no sólo la formación de minerales extrafibrilares, sino también intrafibrilares, dentro de las zonas de la brecha de las fibrillas de colágeno (14).

Por lo tanto, la remineralización intrafibrilar, en particular, escrucial para la restauración de las propiedades mecánicas de la dentina (2, 3, 14, 29).

Existen aún dificultades para que los avances en el desarrollo de biomateriales remineralizantes dentinarios se traduzcan en materiales disponibles en el mercado, sin embargo, las investigaciones son prometedoras y auguran un futuro, no muy lejano, dónde se podrá disponer, clínicamente, de un amplio mercado de materiales bioactivos que contribuyan a la realización de tratamientos conservadores en odontología restauradora (Tabla 1).

Tabla 1

Actualmente no hay ningún producto comercialmente disponible, de uso clínico, para lograr remineralización biomimética (25). Sin embargo se están realizando grandes avances en biomateriales, fundamentalmente aplicando la nanotecnología y la ingeniería de tejidos.

La nanotecnología ha permitido el desarrollo de materiales con propiedades bioactivas, con posibilidad de actuar a escala nanométrica, activando células y tejidos para promover la regeneración tisular (30).

El desarrollo de biomateriales regeneradores de la dentina permitirá recomponer la compleja estructura de este tejido y recuperar su comportamiento frente al esfuerzo masticatorio, acompañando así el camino de la odontología restauradora, no solamente hacia la máxima conservación de los tejidos sanos sino, además, hacia la regeneración tisular.