Dos nuevos biomateriales de uso odontológico prometen grandes ventajas para odontólogos y pacientes. El primero de éstos es un film flexible (o membrana), que se emplea para auxiliar en el proceso de fijación de los pernos o tornillos que se utilizan en los implantes dentales. El otro es un cemento odontológico que sirve para la restauración de dientes y para la fijación de dispositivos próteticos, tales como pernos o tonillos, coronas y ‘brackets’ (piezas metálicas de fijación) de aparatos ortodóncicos, utilizados para corregir las posición de los dientes. Los biomateriales, capaces de estimular el potencial regenerativo de los tejidos humanos, fueron desarrollados por dos investigadores del Grupo de Biomateriales del Instituto de Química de la Universidad Estadual Paulista (IQ/ Unesp), campus de Araraquara, que integra el Centro Multidisciplinario de Desarrollo de Materiales Cerámicos, uno de los diez Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepids) de la FAPESP.
Entre las ventajas de los nuevos productos se encuentra la utilización de tecnología nacional que permitirá sacar al mercado materiales más baratos con relación a los productos utilizados actualmente. El film flexible, creado por el doctorando en química Rossano Gimenes, es un compósito formado por la unión de dos polímeros (un copolímero) PVDF-TrFe (fluoruro de polivinilideno-trifluoretileno) y por la cerámica titanato de bario (BT). En el mercado se encuentran disponibles membranas de polímeros (de teflón, por ejemplo) utilizadas para revestir cavidades óseas bucales con lesiones (producto de extracciones dentales, implantes, cirugías) con miras a proteger el coágulo sanguíneo que se forma en ese sitio.
“Este coágulo desempeña un papel fundamental en la regeneración ósea y en la integración entre el perno y el hueso. Suministra los nutrientes necesarios para el crecimiento de las células óseas”, explica la química Maria Aparecida Zaghete, directora tesis de Gimenes y coordinadora del Grupo de Biomateriales. Sin esa protección, cada vez que la persona va a cepillarse los dientes, por ejemplo, el coágulo es involuntariamente removido, demorándose así el proceso de cura.
Más allá de la función protectora, la membrana desarrollada en la Unesp también acelerará el crecimiento óseo, en función de las interacciones piezoeléctricas entre el compósito y el hueso. La piezoelectricidad es un fenómeno físico por el cual ciertos materiales, cuando son sometidos a una presión mecánica, responden con la generación de cargas eléctricas. Los huesos poseen esta característica, y su crecimiento está asociado a la piezoelectricidad. “Con el uso de esa membrana, estamos ayudando al hueso a regenerarse en forma más rápida”, afirma Gimenes. En la actualidad, materiales similares a disposición de los dentistas, como las membranas de teflón, tienen únicamente la función de aislar el coágulo. Estas membranas no contribuyen con la regeneración del hueso.
El gran salto en la fabricación del compósito de la Unesp radicó en la creación de una cerámica con características morfológicas capaces de potencializar la capacidad piezoeléctrica del copolímero PVDF-TrFe, vendido por la industria química bajo la forma de pequeñas pastillas (pellets ) y utilizado en una amplia gama de aplicaciones en la industria electrónica, tales como hidrófonos (detectores de señales sonoras submarinas), filtros acústicos y sensores de temperatura y presión. En la fabricación del film, los pellets son disueltos por un solvente orgánico, y la solución resultante se mezcla al polvo cerámico desarrollado por Gimenes, con ayuda de la alumna Luciane de Oliveira Coelho.
“Hicimos pruebas in vitro ein vivo en tibias de conejo, que demostraron la biocompatibilidad y la bioactividad de los compósitos, es decir, que no son rechazados por el organismo, no causan inflamación y curan lesiones óseas. En los próximos dos años perfeccionaremos el compósito, y luego iniciaremos la evaluación clínica en institutos y facultades de odontología”, dice el investigador. Confiando en la factibilidad y en el éxito de la membrana, Gimenes planea hacer que el producto sea viable comercialmente en un primer momento, mediante la creación de una empresa propia. “Creo que el producto final podría salir al mercado por un precio inferior al de las membranas de teflón actualmente disponibles.”
Cemento de vidrio
El otro material producido por el Grupo de Materiales del IQ-Unesp es un cemento de ionómero, un compósito formado por partículas de vidrio y un ácido orgánico. La principal diferencia con relación a los productos similares existentes en el mercado reside en el proceso de preparación. La mayoría de los polvos de los cementos comerciales se importa, y los vidrios utilizados en su fabricación pasan por el proceso de fusión de óxidos, mientras que en la Unesp estos productos se producen mediante un proceso químico que utiliza sales solubles en agua.La composición del cemento también fue alterada con la introducción de nuevo elemento: el niobio. “Pretendemos desarrollar un producto final con características superiores al tradicional”, afirma la profesora Maria Aparecida, directora de tesis del doctorando Márcio Bertolini, quien ideó el nuevo biomaterial.
“El niobio mejora la resistencia química del ionómero, impidiendo así que el cemento se degrade, debido a las alteraciones en el pH de la boca. Asimismo, el niobio actúa en la mejora de las propiedades mecánicas”, dice la investigadora. “Otra ventaja de nuestro vidrio consiste en que tenemos un mayor control de la microestructura, lo que nos permite obtener un producto de mejor calidad. Como utilizamos temperaturas más bajas, los costos energéticos para la producción de los vidrios son menores, al margen de que se utilizan equipamientos más baratos”, explica Bertolini.
Los investigadores pretenden tener listo el producto dentro de un año. “En este momento estamos mejorando el procesamiento de los materiales y las características morfológicas del vidrio. Luego iniciaremos la fase de pruebas, que se realizará en facultades de odontología”, dice Bertolini. Pese a que la principal aplicación de este cemento es la fijación de pernos y piezas de prótesis, también podrá utilizarse como ingrediente para dotar de resistencia y abaratar el costo de otras resinas odontológicas.
EL PROYECTO
Film Flexible y Cemento para Uso Odontológico
MODALIDAD
Investigación del Centro Multidisciplinario de Desarrollo de Materiales Cerámicos (CMDMC-Cepid)
COORDINADORA
Maria Aparecida Zaghete – Instituto de Química de la Unesp Araraquara
INVERSIÓN
R$ 80.000,00 y US$ 15.000,00
