Desarrollan un método para crear materiales capaces de regenerar tejidos como el esmalte dental o el hueso

Imágenes de microscopía SEM de membrana de recombinámero tipo elastina (ELR) - UVa
CIBER / UVa | jueves, 7 de junio de 2018

Investigadores del grupo del CIBER-BBN liderado por José Carlos Rodríguez Cabello en la Universidad de Valladolid (UVa), BIOFORGE, han desarrollado un nuevo método para formar materiales mineralizados con potencial para regenerar tejidos duros como el esmalte dental y el hueso. El estudio, publicado en Nature Communications, ha sido realizado a través de un consorcio con la UVa y la Universidad Queen Mary de Londres. 

El esmalte dentario es el tejido más duro del cuerpo humano. Permite que nuestros dientes mantengan su integridad durante la mayor parte de nuestras vidas a pesar de estar sometidos a grandes esfuerzos mecánicos por la presión de la mordida y de estar expuestos a comidas y bebidas ácidas y temperaturas extremas. Esta funcionalidad tan sobresaliente es el resultado de su estructura microscópica, la cual presenta niveles muy elevados de organización y complejidad.

Sin embargo, al contrario que otros tejidos, el esmalte dental no puede regenerarse espontáneamente después de su perdida, lo que conlleva a situaciones de sensibilidad dental y dolor y, finalmente, a la perdida de la pieza dental. Estos problemas afectan a más del 50% de la población mundial, por lo que la necesidad de descubrir procedimientos que sean capaces de regenerar ese esmalte dentario ha sido un importante objetivo largamente perseguido por la odontología.

Los investigadores han demostrado en este nuevo estudio que se pueden crear este tipo de materiales con una precisión y orden sin precedentes. Tales materiales tienen el aspecto del esmalte dentario y se comportan en el resto de sus propiedades como tal.

Este material podría ser usado en una gran variedad de problemas dentales tanto en la prevención como tratamiento de piezas ya afectadas por la pérdida del esmalte.

El sistema desarrollado se basa en un material proteico especifico, un recombinamero tipo Elastina, que ha sido diseñado y producido por los investigadores del CIBER-BBN en la Universidad de Valladolid. Este material es capaz de provocar la generación de nanocristales de apatita y guiar su crecimiento ordenado a través de distintas escalas dimensionales, desde la atómica y nanométrica hasta la milimétrica.

Además, el disponer del control sobre este tipo de procesos de mineralización abre la posibilidad de crear materiales que imiten otros tejidos duros de interés médico, aparte del esmalte, como pueden ser el hueso y la dentina. De esta forma, los resultados de este trabajo tienen el potencial de poder ser usados en una gran variedad de aplicaciones en medicina regenerativa. Igualmente, este estudio también provee de importante información que permitirá comprender mejor el papel que ciertos desordenes proteicos tienen sobre la fisiología y patología humana.

Artículo de referencia

Protein disorder–order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures. Sherif Elsharkawy, Maisoon Al-Jawad, Maria F. Pantano, Esther Tejeda-Montes, Khushbu Mehta, Hasan Jamal, Shweta Agarwal, Kseniya Shuturminska, Alistair Rice, Nadezda V. Tarakina, Rory M. Wilson, Andy J. Bushby, Matilde Alonso, Jose C. Rodriguez-Cabello, Ettore Barbieri, Armando del Río Hernández, Molly M. Stevens, Nicola M. Pugno, Paul Anderson & Alvaro Mata. Nature Communications, doi:10.1038/s41467-018-04319-0

Imagen: 

Imágenes de microscopía SEM de la parte superior de una membrana de recombinámero tipo elastina (ELR) después de la mineralización que muestran la organización jerárquica de las estructuras mineralizadas y cómo crecen hasta que se encuentran unas con otras.