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Tecnología de materiales

Herramientas de ingeniería para estudiar el desgaste dental

Investigadores de la Universidad de Extremadura han aplicado la ciencia e ingeniería de los materiales al estudio del desgaste dental, creando modelos que permiten conocer la fuerza de masticación según las marcas observadas en las piezas. Esta información resulta de utilidad tanto para los dentistas como para los paleontólogos, ya que con ella se puede saber cómo era la dieta de nuestros ancestros y los antiguos mamíferos.

La fuerza de masticación provoca en los dientes unas marcas que se pueden analizar para conocer el tipo de desgaste. / UEx

El desgaste dental tiene un gran interés no solo para los dentistas, sino también para biólogos y paleodontólogos. A través del estudio de los patrones de desgaste a escala microscópica se revelan datos útiles acerca de la dieta que consumían nuestros ancestros, otros homínidos y los mamíferos que habitaban el planeta hace miles de años, facilitando de esta manera el conocimiento de aspectos vinculados a los procesos evolutivos.

Hasta ahora, los expertos lo único que podían hacer era medir la anchura y frecuencia de las marcas que se observan en muestras fósiles de dientes desgastados. No obstante, esas observaciones no aclaran cómo se forman esas marcas ni qué fuerza de masticación las causa.

Se han desarrollado modelos teóricos que, junto con los resultados 'in vitro', permiten predecir el desgaste dental a escala macroscópica

En este contexto, el Grupo Especializado en Materiales (GEMA) de la Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Extremadura (UEx), en colaboración con el dentista local David Maestre, ha aplicado herramientas de ciencia e ingeniería de materiales para estudiar el desgaste dental, dentro de un proyecto financiado por la Junta de Extremadura.

Este trabajo ha tenido como resultado la creación de una serie de ecuaciones y gráficas, gracias a las cuales “los expertos van a poder determinar la fuerza de masticación que provoca las marcas observadas en el diente y deducir si esa fuerza produce un desgaste moderado o severo: moderado si esa fuerza es más pequeña que una fuerza umbral, que únicamente ocasiona deformación; y severo si esa fuerza es mayor que la fuerza umbral, causando además fractura”, explica Oscar Borrero, coordinador del proyecto en la UEx.

Además, añade el investigador, “hemos desarrollado modelos teóricos que permiten, combinándolos con los resultados de ensayos in vitro, predecir el desgaste dental a escala macroscópica, como función del número de ciclos de masticación”. Algunos de los resultados se han publicado en el Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical .

El proyecto que desarrolla el equipo se basa en “combinar ensayos mecánicos in vitro con observaciones mediante microscopía electrónica y herramientas teóricas (tribología) para estudiar la mecánica del desgaste del esmalte dental a escalas microscópica y macroscópica”.

Dos tipos de marcas de desgaste

"Hemos utilizado técnicas experimentales avanzadas para reproducir en laboratorio, de forma controlada, las marcas microscópicas de desgaste que se observan en dientes", dice Borrero. "Estas pueden ser de dos tipos, en función del tipo de alimentos y de cómo se realiza la masticación: bien en forma de puntos o pequeños cráteres , indicativos de dietas basadas en alimentos duros que se mastican aplicando una fuerza axial; o por el contrario en forma de rayas, que aparecen al masticar un alimento más correoso como carne o algunos vegetales, mediante combinación de fuerzas axiales y laterales“.

Durante los próximos años, el equipo trabajará para refinar los modelos propuestos, aplicando la metodología que han desarrollado para estudiar el efecto de variables adicionales que puedan influir sobre el desgaste dental, y los adaptará a los materiales empleados en la industria protésica dental con la intención de contribuir a mejorar el diseño de prótesis.

Referencia bibliográfica:

Oscar Borrero-Lopez, Paul J. Constantino, Brian R. Lawn. "Role of particulate concentration in tooth wear". Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials2018 80, 77-80. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2018.01.024.

Fuente: UEX
Derechos: Creative Commons
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