Crecimiento óseo

9.6 Aplicaciones periodontales de los vidrios bioactivos

Las estructuras que soportan los dientes son complejas. Incluyen tejidos duros en forma de hueso trabecular y cortical, y también tejidos blandos, como la médula ósea y el ligamento periodontal (Abbasi et al., 2015). Como hemos visto, la enfermedad periodontal afecta a todos estos tejidos, y el tratamiento ha implicado una variedad de enfoques, de los cuales el uso de vidrio bioactivo granular ha demostrado ser particularmente eficaz.

La pérdida de hueso de la región alveolar se considera el resultado definitorio de la enfermedad periodontal, y resulta de la progresión de la enfermedad periodontal debido a la infección bacteriana. Otros tejidos del periodoncio también se ven afectados negativamente, pero la destrucción del hueso es la más grave. Esto se debe a que la pérdida de hueso es lo que en última instancia provoca el aflojamiento y la eventual pérdida de los dientes (Papapanou y Tonetti, 2000).

La extensión de la pérdida ósea se evalúa generalmente de forma clínica mediante el uso de radiografías. El resultado de dicha evaluación se utiliza para ayudar en el diagnóstico de la enfermedad y en la planificación del tratamiento destinado a rectificar el daño causado por la enfermedad (Papapanou y Tonetti, 2000). El aumento óseo con vidrio bioactivo se utiliza ampliamente porque este material es capaz de provocar respuestas específicas en las células sanas restantes del periodonto. En particular, promueve la osteogénesis, estimulando así la rápida formación de hueso nuevo (Lovelace et al., 1998). También puede actuar como barrera para las células epiteliales, impidiendo que crezcan hacia abajo, y guiando así el crecimiento del tejido en la orientación biológica correcta. El elevado pH que genera en los fluidos que lo rodean proporciona un entorno antimicrobiano que se ha demostrado in vivo (Allan et al., 2001).

Las partículas de vidrio bioactivo estimulan el desarrollo completo del hueso, no sólo la deposición de la fase mineral. El uso de partículas porosas de vidrio bioactivo proporciona un espacio en el que la vascularización puede producirse de forma óptima. Estas partículas también son fáciles de manipular en condiciones clínicas y tienen un efecto hemostático, es decir, detienen las hemorragias. Esto mantiene un área de trabajo clara para el clínico y también mejora la facilidad de uso (Schepers et al., 1998).

El vidrio bioactivo ha demostrado ser muy exitoso en el tratamiento de los daños causados por la enfermedad periodontal. Se buscan tres resultados clínicos para el tratamiento eficaz de esta enfermedad, a saber, la reducción de la profundidad de las bolsas, el aumento de la fijación clínica del tejido gingival al hueso de soporte y la mejora de la cantidad y calidad del hueso alveolar adyacente al alveolo dental. Se ha demostrado que el vidrio bioactivo proporciona las tres cosas (Lovelace et al., 1998; Froum et al., 1998; Ong et al., 1998).

A lo largo de los años, se han publicado varios estudios clínicos que demuestran cómo el vidrio bioactivo, normalmente PerioGlas, proporciona estos tres resultados deseables (Ioannou et al., 2015). Por ejemplo, en un estudio típico, Nevins et al. (2000) informaron sobre el tratamiento de defectos intraóseos alrededor de cinco dientes tratados con vidrio bioactivo. Determinaron la respuesta a la implantación de este material mediante mediciones clínicas radiográficas. Seis meses después del tratamiento, la profundidad de sondeo de las bolsas periodontales había disminuido una media de 2,7 mm. Al mismo tiempo, la fijación de la encía al hueso alveolar alrededor del alveolo había aumentado una media de 2,2 mm. Un estudio histológico posterior demostró que, en un caso, se había formado nuevo cemento y nuevo tejido conectivo en la región del implante (Nevins et al., 2000). En los otros cuatro casos, la cicatrización consistió en la adhesión del hueso y la formación de un nuevo epitelio de unión. El tipo de reparación examinado en este estudio fue de pequeños defectos infraóseos, y se ha comprobado que el vidrio bioactivo es especialmente adecuado para su uso en lesiones de este tipo (Sohrabi et al., 2012).

Este tipo de reducción de la profundidad de la bolsa en pocos meses se ha confirmado ampliamente (Chacko et al., 2014; Zamet et al., 1997; Park et al., 1998; Froum et al., 1998). Al mismo tiempo, se suele informar de un aumento significativo de la adhesión clínica del tejido gingival. Sin embargo, se ha comprobado que esto último es algo variable, y puede ir desde lo mínimo que posiblemente no sea estadísticamente significativo (Chacko et al., 2014; Froum et al., 1998) hasta lo muy sustancial (Zamet et al., 1997). Estas diferencias pueden estar relacionadas con el grado de avance de la enfermedad en el momento del tratamiento, y en los casos en los que la enfermedad está más avanzada y el desprendimiento gingival es mayor, la reparación en el lugar del tratamiento puede progresar más rápidamente que en los lugares con menos desprendimiento y un estado de la enfermedad correspondientemente menos avanzado (Chacko et al., 2014).

En principio, la terapia periodontal debería dar lugar a que el hueso se regenere y los defectos observados se rellenen con hueso nuevo. Esto se ha observado ampliamente con gránulos de vidrio bioactivo, como PerioGlas (Ong et al., 1998; Chacko et al., 2014; Froum et al., 1998).

Hay otros beneficios de utilizar PerioGlas de esta manera. El material es bien tolerado por el organismo y muestra una biocompatibilidad excepcional con el hueso de la cresta alveolar. No se han registrado efectos clínicos adversos (Chacko et al., 2014). Además, la cicatrización postoperatoria es rápida y da lugar a resultados clínicos muy satisfactorios (Ong et al., 1998; Chacko et al., 2014; Turunen et al., 1997; Karatzas et al., 1999). Las revisiones sistemáticas de la literatura confirman que las partículas de vidrio bioactivo dan los mejores resultados clínicos en el tratamiento de la enfermedad periodontal (Ioannou et al., 2015; Sohrabi et al., 2012; Rai y Kalantharakath, 2014), y que reducen de forma fiable la profundidad de sondeo de las bolsas periodontales y aumentan los niveles de fijación clínica de los tejidos gingivales.

Un método alternativo de presentación del vidrio bioactivo para el tratamiento periodontal es como masilla (Grover et al., 2013). El nombre comercial de este material es NovaBone Putty (véase la Fig. 9.1) y consiste en gránulos de vidrio bioactivo premezclados con un aglutinante compuesto por polietilenglicol y glicerina. Esta mezcla no requiere ninguna preparación antes de ser colocada directamente en el lugar de la pérdida ósea. No sufre ningún tipo de proceso de endurecimiento, aunque el aglutinante puede reabsorberse para dejar atrás las partículas de vidrio bioactivo. Este material recibió la aprobación para su uso clínico en Estados Unidos en 2006 y en Europa en 2007, y tiene muchas ventajas como medio de presentación del vidrio bioactivo sobre el simple uso de los gránulos de vidrio sin mezclar.

El objetivo final de desplegar una masilla de vidrio bioactivo es el mismo que el del uso del material de vidrio particulado, es decir, restaurar las estructuras periodontales perdidas como resultado de la enfermedad (Villar y Cochran, 2010), ya sea para aumentar la cresta alveolar para recibir implantes o para tratar los defectos causados por la enfermedad periodontal. Tiene la ventaja sobre el vidrio bioactivo particulado de ser más fácil de presionar en su lugar, y es más probable que permanezca en su ubicación, debido a la viscosidad del aglutinante.

La aparición de furcas afectadas por la periodontitis en los dientes multirradiculares y su tratamiento es un problema muy importante en la periodoncia clínica (Muller y Eger, 1999; Karring y Cortinelli, 1999). Como hemos visto, los defectos se desarrollan en la región de estas furcas como resultado de una infección, seguida de una inflamación, que conduce a la reabsorción ósea. Es probable que tales defectos den lugar a la pérdida del diente, y los hallazgos clínicos han demostrado que dicha pérdida dental es más frecuente en dientes con defectos de furcación que en dientes similares sin defectos de furcación y pérdida ósea asociada (El-Haddad et al., 2014).

Clinicamente, el tratamiento de estos defectos de furcación tiene como objetivo la regeneración de los tejidos en estos sitios. Dicha regeneración puede lograrse mediante diversos métodos, como el injerto óseo y el uso de vidrios bioactivos en un enfoque más amplio de ingeniería tisular (Anderegg et al., 1999). El uso de vidrios bioactivos surge de su capacidad para promover la osteogénesis y la cementogénesis, así como de su potencial para estimular la formación de un ligamento periodontal funcional (Nasr et al., 1999).

Los estudios han demostrado que el vidrio bioactivo es fácil de colocar y permanece en su lugar en el defecto de furcación incluso con la succión adyacente al sitio (El-Haddad et al., 2014). Esto se debe a su capacidad de formar una masa cohesiva con solución salina o incluso con sangre. Esta masa no fluye, incluso durante el tiempo que dura la hemorragia. Dado que el vidrio bioactivo es hemostático, forma rápidamente un coágulo de sangre en el lugar del defecto de furcación, y ahí es donde se origina el proceso de curación general (El-Haddad et al., 2014).

En un estudio sobre el tratamiento de los defectos de furcación con partículas de vidrio bioactivo, los exámenes de seguimiento diez días después de la cirugía mostraron que las partículas de vidrio habían permanecido en su lugar (El-Haddad et al., 2014). En la mayoría de los pacientes, los colgajos mucoperiósticos superpuestos estaban sanos y toda la zona había empezado a cicatrizar bien. La tasa de éxito fue del 94%, y los fracasos relativamente infrecuentes estaban todos asociados a la infección y la inflamación. Estos resultados se atribuyeron a una mala higiene oral por parte de los pacientes en cuestión, junto con un fallo en el mantenimiento de las condiciones de cicatrización adecuadas (El-Haddad et al., 2014). Esto demuestra que el éxito de estos procedimientos con vidrio bioactivo depende en gran medida del cumplimiento por parte del paciente, una característica que debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar a los pacientes para este tratamiento concreto.

En la mayoría de los casos, el uso de vidrio bioactivo tuvo éxito, y los resultados mostraron que los tejidos gingivales suprayacentes toleraron bien la presencia de las partículas de vidrio. En general, el tejido blando sanó bien y dio lugar a heridas estables y a una excelente regeneración de las estructuras periodontales locales (El-Haddad et al., 2014).

Otro uso importante del vidrio bioactivo es el recubrimiento de implantes utilizados en odontología (López-Estebana et al., 2003). Los implantes suelen estar hechos de la aleación Ti-6Al-4V y se utilizan para soportar coronas de cerámica o un grupo de dientes protésicos principalmente de cerámica. En este enfoque del tratamiento dental, es fundamental que los pacientes tengan un alto nivel de higiene bucal y no sean fumadores. Los pacientes deben seguir cuidadosamente las instrucciones clínicas tras la colocación de dichos implantes debido a los largos tiempos de cicatrización necesarios para la plena integración del implante. Estos suelen ser de entre 3 y 6 meses tanto para el maxilar como para la mandíbula (Wennerberg et al., 2013).

Una importante tendencia actual en implantología dental es modificar las superficies de las aleaciones de titanio con el objetivo de mejorar su osteointegración. Esto incluye métodos para aumentar la superficie total del implante mediante procesos como el arenado y el grabado con ácido, así como el recubrimiento de la superficie con un material bioactivo.

La hidroxiapatita sintética se ha utilizado para tales recubrimientos, pero las tasas de éxito con ellos han sido menores de lo esperado (Xuereb et al., 2015; Ong y Chan, 2000). Los fallos de la hidroxiapatita se asocian a la formación de un hueco en la zona interfacial entre el implante y el hueso natural (Albrektsson, 1998). Esta brecha se forma como resultado de la pérdida de hueso derivada de la pérdida de integridad de los recubrimientos con el tiempo, lo que da lugar a concentraciones locales de iones mineralizantes que no favorecen la reparación del hueso. De ahí que aparezca la brecha entre el implante y el hueso sano.

El vidrio bioactivo también se ha utilizado de este modo para recubrir implantes dentales metálicos (Moritz et al., 2004). Tiene las ventajas biológicas que hemos comentado anteriormente, es decir, un alto grado de bioactividad que lleva a la formación de una fuerte unión química con el hueso vivo (Xuereb et al., 2015). Su bioactividad es tal que hace que el hueso crezca en la región interfacial más rápidamente que la hidroxiapatita, sin problemas de reabsorción ósea. El resultado es que el implante se estabiliza rápidamente, y el hueso que se forma está fuertemente adherido a la superficie del implante metálico.

Existen problemas asociados a la naturaleza vítrea del vidrio bioactivo, en particular que surgen tensiones en la interfaz revestimiento-implante debido a las diferencias en las propiedades térmicas del vidrio y del sustrato de aleación de titanio (Vitale-Brovarone, 2005). Esto hace que los recubrimientos de vidrio sean susceptibles de agrietarse y despegarse (Carrado, 2010), a menos que se elijan cuidadosamente las condiciones de fabricación (Xuereb et al., 2015). La composición puede modificarse para cambiar las propiedades de expansión térmica del vidrio, concretamente utilizando MgO en lugar de CaO y K2O en lugar de Na2O. De este modo se obtiene un vidrio con un coeficiente de dilatación térmica que se asemeja más al de la aleación del sustrato (Verne, 2012).

Todo el tema de la fabricación de vidrio y su aplicación en espesores adecuados a los implantes dentales es complicado y ha recibido una atención considerable en los últimos años (Xuereb et al., 2015; Vitale-Brovarone, 2005; Verne, 2012; Mistry et al., 2011). Los estudios en animales han demostrado que estos implantes tienen un buen rendimiento en el hueso vivo. Los implantes se integran fuertemente en el hueso huésped sin signos de formación de una cápsula fibrosa y con una densidad ósea a niveles significativamente mayores que con los implantes de control sin recubrimiento (Moritz et al., 2004; Wheeler et al., 2001).

Un problema crítico con los implantes dentales es que tienen que penetrar en los tejidos blandos y, en la parte expuesta, residen en un entorno que contiene numerosos microorganismos (Hill y Brauer, 2011). En consecuencia, existe la posibilidad de que se desarrollen infecciones en el lugar de penetración. Cuando los tejidos blandos vuelven a crecer para formar zonas sanas adyacentes al implante emergente, se forma una unión que se ha descrito como un sello biológico (Marchetti et al., 2002). Este sello aísla el hueso de la cavidad oral y mejora sustancialmente las posibilidades de éxito del implante. El vidrio bioactivo es activo contra las bacterias potencialmente infecciosas (Allan et al., 2001), lo que constituye una ventaja adicional de este material como recubrimiento de las superficies de los implantes.

En vista de la eficacia con la que el vidrio bioactivo promueve la regeneración, existe el potencial de utilizarlo para proporcionar soporte a los implantes metálicos en pacientes que han perdido dientes debido a una periodontitis grave. Como se mencionó al describir el uso de los recubrimientos de vidrio bioactivo, esto no es sencillo, ya que la periodontitis está asociada a una mala higiene bucal y también posiblemente al tabaquismo de los pacientes. La mayoría de los clínicos consideran que el uso de implantes en tales pacientes está contraindicado (Lekolm et al., 1999).

Sin embargo, a pesar de estas preocupaciones, el vidrio bioactivo se ha utilizado de esta manera y con resultados razonablemente exitosos (Gatti et al., 2006). En un estudio concreto, tres pacientes recibieron el vidrio bioactivo granulado PerioGlas para tratar las zonas de extracción antes de colocar un implante dental de aleación de titanio. El objetivo era generar hueso nuevo que fuera capaz de proporcionar una sólida fijación temprana al implante. Esto se consiguió debidamente, y a los 6 meses se realizaron biopsias óseas que mostraron que se había formado hueso nuevo con éxito. Además, los gránulos de vidrio se habían degradado sustancialmente. A los 2 años de seguimiento, todos los implantes estaban cargados con éxito y eran estables, lo que indicaba que se había realizado una reparación satisfactoria (Gatti et al., 2006). El éxito clínico en circunstancias tan poco prometedoras es un testimonio más de la notable actividad biológica de este tipo de material de vidrio.