Introducción

El tejido óseo es un tipo especializado conjuntivo, y presenta una matriz intercelular mineralizada; además es muy vascularizado e inervado (Chumpitaz et ál., 2016; Aguirre, 2013). Existe un conjunto de células que regulan el metabolismo óseo. Las células osteoprogenitoras que se diferencian en osteoblastos (las formadoras de la matriz ósea) y luego estos en osteocitos (las células maduras del hueso) (Aguirre, 2014). Por otra parte existe un linaje celular derivado de los monocitos sanguíneos: los osteoclastos los cuales son los encargados de la resorción ósea y que trabajan juntamente con los osteoblastos en la homeostasis del tejido (Arboleya y Castaneda, 2014).

Durante una intervención quirúrgica sobre el tejido óseo, como por ejemplo en una osteotomía, predominan los mecanismos de formación, debido a la necesidad de una recuperación eficaz, desempeñando las células osteoprogenitoras y los osteoblastos un rol fundamental durante la reparación ósea (Aguirre, 2014). En la regeneración ósea intraoral está comprometido un conjunto de estrategias terapéuticas que se basan en los principios de la osteogénesis, osteoconducción y osteoinducción y que origina una respuesta en la que se hallan relacionados los vasos sanguíneos, las células y la matriz extracelular (Mamalis y Cochran, 2011; Fernández-Tresguerres et ál., 2006). La osteogénesis es la transferencia directa de elementos celulares vitales hacia el área destinada de regeneración ósea. La osteoconducción proporciona la plataforma o el sustrato para los procesos celulares y bioquímicos que conducen a la formación ósea, y finalmente la osteoinducción dirige la diferenciación de células mesenquimales pluripotenciales hacia células osteoformadoras en presencia de sustancias polipeptidicas (Mamalis y Cochran, 2011; D’Anto et ál., 2010; Fernández- Tresguerres et al., 2006).

Diversas complicaciones endodónticas pueden lacerar la matriz ósea circundante al diente, entre las cuales se pueden nombrar a las falsas vías y las perforaciones del piso cameral, entre otras (Khalil et ál., 2012). Para el manejo de dichas complicaciones se utilizan diversos materiales, que han demostrado una actividad positiva en la regeneración del tejido óseo lesionado (Khalil et ál., 2012; Rahimi et al., 2012; Yildirim et ál., 2005). El mineral trióxido agregado (MTA), se ha venido utilizando con buenos resultados en el manejo de dichas situaciones, con diversos estudios que demuestran su actividad osteoinductora tanto clínicamente como in vitro (D’Anto el ál., 2010; Parirokh y Torabinejad, 2010; Srinivasan et ál, 2009; Gallas et al., 2004; Koh y Torabinejad, 1997), habiéndose determinado que dicho agente estimula en los fibroblastos la producción tanto de la proteína morfogenética ósea tipo 2 como del factor de crecimiento transformante (Darvell y Wu, 2011; Guven et ál., 2007).

El cemento Portland tipo I fue inventado y patentado por Koseph Aspdin en 1824 en Inglaterra, y es el más empleado en todo el mundo, en el ámbito de la ingeniería para la construcción de edificaciones (Camilleri et ál., 2005). Sus componentes como silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato triálcico, aluminoferrato tetracálcico, y sulfato de calcio hidratado son muy similares a la composición del MTA, el cual difiere del cemento Portland por la presencia de óxidos de bismuto (Yildirim et ál., 2016). A diferencia del MTA, el cemento Portland tiene un menor costo de producción, pero solamente posee estudios in vitro en los que se sugiere que podría tener un efecto positivo sobre la fisiología osea (Yildirim et ál, 2016; Camileri, 2010).

Por lo expuesto, en este trabajo se comparara el efecto osteoinductor del MTA versus el cemento Portland, correctamente procesados para la interacción con el tejido óseo, sobre lesiones Oseas mandibulares en conejos, y donde se ha empleado como indicador el conteo histológico de osteoblastos y de osteocitos.

Metodología

Estudio experimental y prospectivo.

Se emplearon 12 conejos machos New Zealand de 3 meses de edad, con un peso entre 1800 a 2800 g, provenientes del centro de producción de animales de experimentación del Instituto Nacional de Salud, de Lima-Perú. Los animales fueron acondicionados y ambientados durante 7 días en el Bioterio de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos mantenidos a una temperatura ambiente entre 19° a 22° C, con una humedad de 40% a 50%, en periodos de luz/oscuridad de 12 horas de forma alternada iniciados a las 8 a.m. Se les suministro agua y alimentación balanceada ad libitum (Fuentes et ál., 2010), siguiendo las recomendaciones éticas de la guía para experimentación en animales de laboratorio Guide for the care and use of laboratory animals y la Declaración de Helsinki. Después de la semana de ambientación, los animales fueron divididos al azar en 4 grupos de 3 integrantes cada uno y nominados como grupo A, B, C y D.

Procedimiento experimental. El día 0 del experimento todos los grupos fueron anestesiados utilizando pentobarbital sódico (Halatal), el cual se administro a una dosis de 35 mg/kg por via intraperitoneal.

A continuación se les retiro el pelo de la zona de la piel mandibular del lado derecho con una crema de depilación, y luego se procedió a realizar la asepsia y antisepsia con iodopovidona.

Se expuso la parte ósea del borde mandibular mediante una incisión de la piel de aproximadamente de 4 cm con hoja de bisturí n°15 (Figura 1). Se separo el tejido blando con una legra quirúrgica para luego hacer tres cavidades de 3mm de diámetro por 2 mm de profundidad cada una en el hueso mandibular, con 5mm de separación entre cada cavidad, utilizando una pieza de mano de alta velocidad con una fresa redonda de carburo tungsteno de 3mm y abundante irrigación de solución salina estéril (Figuras 2 y 3). Se preparo las pastas por experimentar de MTA marca Angelus (Industria de Productos Odontológicos Ltda, Londrina, Brasil) siguiendo las instrucciones del fabricante y de cemento Portland tipo I marca Sol (Cementos Lima, Lima, Perú) el cual se esterilizo con oxido de etileno y luego se mezclo con agua destilada hasta producir una pasta homogénea (De-Deus et al., 2006) y se coloco cada una de ellas en la primera y la segunda cavidad con diferentes instrumentos transportadores de cemento (instrumento de Ward) estériles, y en la tercera cavidad no se puso ninguna pasta (Figura 4). Luego de la colocación de las pastas se procedió a reposicionar los tejidos blandos y a realizar la sutura por planos respectivos.

Las pastas colocadas se mantuvieron en el hueso mandibular en un periodo de 1, 2, 3 y 4 semanas correspondientes a los grupos experimentales A, B, C y D, respectivamente.

Al término del tiempo correspondiente, se procedió a sacrificar por sobredosis de anestesia a los miembros de cada grupo para extraerles la mandíbula.

De esta se secciono solo la zona en la que se realizaron las 3 cavidades.

Las muestras fueron fijadas en formol al 10%, y se procedió a la preparación de las muestras para su estudio histológico. Se utilizo la técnica por descalcificación con acido nítrico al 5%. Una vez descalcificadas, se realizo un corte longitudinal a las muestras que incida en las 3 cavidades. Los bloques óseos fueron decalcificados en una solución acuosa de EDTA al 12,5% durante 3 semanas. Luego se realizaron cortes de 7 micrómetros de espesor. Estos tajos fueron colocados en parafina por la metodología convencional y se tiñeron con hematoxilina-eosina. Para registrar los datos histológicos de la muestra procesada, se selecciono de esta un área de manera aleatoria, que incluía la totalidad del tejido procesado. Dicha sección estudiada fue de 800 x 400 micrómetros cuadrados.

Procesamiento de datos

Luego de la recolección de los datos,

estos fueron procesados en una computadora Intel Core i7 utilizando los siguientes programas: procesador de texto Microsoft Word 2013, Microsoft Excel 2013, SPSS versión 21. Debido a que no se hallo normalidad en el comportamiento de las variables estudiadas se emplearon pruebas no paramétricas como la prueba de Kruskal-Wallis para determinar si existieron diferencias entre el grupo control y los conjuntos experimentales en cada semana. Además se utilizo la prueba de Friedman para evaluar la actividad osteoinductora de cada uno de los agentes usados independientemente durante las 4 semanas de experimentación. La significancia empleada fue de 0,05.

Resultados

Empleando la prueba de Friedman, se determino que no hubo diferencias significativas en el conteo de osteocitos entre las cuatro semanas de evaluación al comparar independientemente la osteoinducción del MTA, cemento Portland y el grupo control (p>0,05) ni tampoco en el conteo de osteoblastos al comparar independientemente durante las cuatro semanas el efecto del MTA y el grupo control (p>0,05). Pero si se encontró diferencias estadísticas entre las 4 semanas de evaluación (p=0,032) en el conteo de osteoblastos por el uso del cemento Portland tipo I (Grafico 1).

Discusión

El modelo para estudiar la reparación ósea o el efecto de materiales de regeneración sobre esta ha sido frecuentemente la tibia de animales pequenos (Koh y Torabinejad, 1997). El hueso de la mandíbula se ha recomendado para las pruebas de materiales de endodoncia desde cementos interradiculares hasta los que se ponen en contacto intimo con los tejidos perirradiculares (Parirokh et ál., 2010). En general, las pruebas de biocompatibilidad sobre biomateriales óseos tales como los aplicados en endodoncia se deben realizar en los huesos específicos. La Organización Internacional de Normalización (ISO), recomienda huesos, como la tibia, el fémur y la mandíbula de los animales de laboratorio para la investigación de la implantación de material, pero el empleo de pequeños animales como conejos, ratas, cobayas y gatos son los más populares (Khalil et ál, 2012). En la presente investigación, el tipo de animales utilizados (conejos) está en conformidad con las recomendaciones de la ISO y que fueron aplicados por Gallas et ál, 2004.

El MTA es un material desarrollado para uso endodóntico que tiene mejoras significativas sobre otros utilizados para los procedimientos en los tejidos óseos (Hashiguchi et ál., 2011; Schembri et ál., 2010; Parirokh y Torabinejab, 2010). Además de las aplicaciones de endodoncia, el MTA también puede tener otros usos clínicos. Una incógnita es si el MTA puede ser utilizado junto con técnicas de injerto óseo: por ejemplo, si una perforación radicular ha causado un importante defecto periodontal intraóseo, surge la pregunta de si esa perforación podría ser reparada con MTA.

Otro aspecto que consideramos en este estudio fue del tipo de implantación del material en el hueso. No se hizo uso de tubos de teflón ni de silicona como un vehículo para llevar a MTA, debido a que se ha informado que la presencia de células inflamatorias en las preparaciones histológicas es causada mas por las propiedades del material del vehículo que por la citotoxicidad del material osteoinductor (Silva et ál., 2010). La única premisa para poner a prueba un nuevo material tiende a ser que debe estar en contacto con el tejido óseo (Gallas et ál., 2004). Hallazgos histológicos anteriores revelaron que la aplicación de MTA como un material de relleno apical no impide la regeneración de los tejidos dentales y óseos (Zairi et ál., 2012).

El MTA ha demostrado ser biocompatible en estudios realizados por Khalil et ál., 2012, Zairi et ál., 2012; Rahimi et ál., 2010; Bedoya y García, 2009. Además ha probado ser osteoinductivo en estudios realizados por Silva et ál., 2010; Gallas et ál., 2004, y en la presente investigación.

Esencialmente, para concluir que los materiales estudiados poseen potencial osteoinductor, la característica histológica de actividad osteoblástica y osteocitica debe estar presente, como se ha dado en este estudio. La composición del MTA es la misma que la del cemento Portland tipo I sin aditivos. Al comparar las propiedades de ambos, se demostró que los dos elementos tenían los mismos atributos, al poseer casi idénticos ingredientes químicos, excepto el oxido de bismuto, que le da la propiedad de radiopacidad al MTA (Yildirim et ál., 2016); y al ser analizados por medio de la prueba de defracción a los rayos X, tanto macroscópica como microscopicamente, ambos cementos demostraron ser casi idénticos (Camilleri et ál., 2005). El MTA tiene una baja resistencia a la compresión, a diferencia del cemento Portland tipo I, lo cual es una desventaja para su uso como un sellador en perforaciones radiculares porque el movimiento dental a expensas del periodonto puede producir su fractura (Steffen y Van Waes, 2012). Al realizar estudios de biocompatibilidad entre el cemento Portland y MTA en cultivos de células osteoblásticas se demostró una similar respuesta entre ambos materiales. (De-Deus et ál., 2006). Silva et ál., 2010, demostró en su estudio la capacidad osteoinductora del cemento Portland, como se evidencia en la presente investigación.

El sustituto óseo ideal debe ser biocompatible y osteoinductivo e idealmente también osteoconductivo, y debería tener propiedades mecánicas satisfactorias (Scott et ál., 2013). Entre los materiales inorgánicos, las sales de calcio fueron las primeras sustancias implantadas para ser utilizados con éxito en la practica clínica como sustitutos óseos (Mainard, 2014). Tienen la ventaja de simular la fase mineral del hueso humano y su principal propiedad es la bioactividad, que permite intercambios con las células, tejidos y líquidos circundantes. (Mainard, 2014). Los iones de calcio y fosforo son los principales iones presentes en la composición de MTA y del cemento Portland tipo I, pues se ha encontrado que pueden llegar a ser biocompatibles cuando se usan en contacto con las células óseas y tejidos duros, porque estos iones son también los principales componentes de estos tejidos (Koh y Torabinejad, 1997). Nuestro estudio histológico demostró ninguna o una reacción inflamatoria mínima de MTA y del cemento Portland implantados en el hueso. Además se observo capacidad osteoinductiva de estos cementos, con presencia de osteoblastos y osteocitos en los grupos experimentales al evaluar independientemente el uso de cada cemento durante las 4 semanas de experimentación, de acuerdo con Silva et ál., 2010 y Gallas et ál., 2004, pero solo siendo estadísticamente significativo el conteo de osteoblastos por el uso del cemento Portland, se coincide en general con los resultados encontrados por Silva et ál., 2010. Por otra parte, al comparar el efecto osteoinductor de los cementos entre si, se observo diferencias significativas entre los grupos control, MTA y cemento Portland a la 4ta semana. El MTA tuvo mayor efecto osteoinductor que el cemento Portland en esta semana, lo cual se evidencio también en el estudio realizado por Bedoya y García en 2009.

Finalmente, los resultados del presente estudio confirman la capacidad osteoinductiva del MTA y cemento Portland, además de su biocompatibilidad, lo que nos permite concluir que la implantación de este material, en los defectos óseos de tamaño critico, resulta en la regeneración ósea, aunque no a una considerable tasa de crecimiento.

Conclusión

El MTA y el cemento Portland I mostraron similar efecto osteoinductor durante las 3 primeras semanas de evaluación; sin embargo, el MTA demostró mayor efecto osteoinductor durante la cuarta semana de evaluación. Además se evidencio, por el conteo de osteoblastos, que la capacidad osteoinductiva del cemento Portland tipo I fue aumentando a medida que avanzaban las semanas.

Autores:

Primer autor: Carlos Humberto Erazo Paredes. Correo electrónico: carloserazo@outlook.com

Filiación institucional: Cirujano dentista. Facultad de Odontología. Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Segundo autor: Eliberto Ruiz Ramírez. Correo electrónico: eliberto.ruizr@yahoo.com

Filiación institucional: Docente e investigador. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad Científica del Sur.

Tercer autor: Oscar Alberto Barreda Torres. Correo electrónico: oskar_bat@hotmail.com

Filiación institucional: Cirujano dentista. Facultad de Odontología. Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Cuarto autor: Elías Ernesto Aguirre Siancas. Correo electrónico: elias_aguirre@yahoo.com Filiación institucional: Docente e investigador. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad Científica del Sur. Concytec-Regina. Reg. 598.

Agradecimientos:

Al Mg. Miguel Rodríguez Alfaro por su apoyo en el manejo tanto quirúrgico como farmacológico de los animales empleados en la investigación, así como por la revisión y

corrección final del presente artículo. País: Perú

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