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Un equipo de científicos ha 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, demuestra que se pueden crear este tipo de materiales con una precisión y orden sin precedentes. Estos elementos tienen el aspecto del esmalte dentario y se comportan en el resto de sus propiedades como tal.
Los problemas dentales afectan a más del 50% de la población mundial, por lo que la necesidad de descubrir procedimientos que sean capaces de regenerar el esmalte dentario ha sido un importante objetivo largamente perseguido por la odontología. Pero 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.
“El esmalte dentario, que se localiza en la parte exterior de los dientes, es el tejido más duro del cuerpo humano y 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”, explica José Carlos Rodríguez Cabello, director del grupo de investigación BIOFORGE de la Universidad de Valladolid y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN).
Los científicos han logrado ahora desarrollar un sistema que se basa en la creación de un material proteico especifico, un recombinamero tipo elastina. Este material es capaz de provocar la generación de nanocristales de un mineral, la apatita, y guiar su crecimiento ordenado a través de distintas escalas dimensionales, desde la atómica y nanométrica hasta la milimétrica.
“Se trata de materiales que imitan el esmalte dentario y que, tras su mineralización, se comportan de manera similar al mismo”, afirma Rodríguez Cabello, quien añade que “la aportación del grupo de investigación de la Universidad de Valladolid BIFORGE a este proyecto es fundamental, dado que es el encargado del diseño y producción de los biomateriales en torno a los cuales pivota el sistema descrito en el artículo”.
Imágenes de microscopía SEM que muestran la mineralización. / Universidad de Valladolid
El material generado por el consorcio Universidad de Valladolid-Universidad Queen Mary de Londres podría ser usado en una gran variedad de problemas dentales tanto en la prevención como tratamiento de piezas dentales ya afectadas por la pérdida del esmalte.
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, publicado en Nature Communications, 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.
Referencia bibliográfica:
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. "Protein disorder–order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures" Nature Communicationsdoi:10.1038/s41467-018-04319-0
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