David H Pashley (Georgia Regents University,Augusta, USA),Franklin Tay (Georgia Regents University, Augusta, USA),Manuel Toledano Pérez (Universidad de Granada),Raquel Osorio (Universidad de Granada),Víctor Feitosa (Universidade Federal do Ceará. Brazil),Lidiany Rodrigues (Universidade Federal do Ceará, Brazil),Lidiany Rodrigues (Universidade federal do Caerá, Brazil), David Gillam (Queen Mary, University of London),Timothy F. Watson (King's College London),Francesco Mannocci (King's College London), Arzu Tezvergil-Mutluay (Institute of Dentistry, University of Turku, Finland),Angelo Putignano (Polytechnic of Marche, School of Dentistry, Ancona, Italy),Delia Brauer (Otto-Schott-Institut Friedrich-Schiller-Universität Jena, Germany), Marcelo Giannini (Universidade UNICAMP de Piracicaba, Brasil), Mário A. Sinhoreti (Universidade UNICAMP de Piracicaba, Brasil),Jeffrey.W.Stansbury (Biomaterials Research Center, University of Colorado, USA)
Elisabet Palazón Radford,Ines Torres Osca,Encarna Piquer Maño
Área conocimiento ANEP: Tecnología médica y Patología bucal
Códigos UNESCO: 3314.99 (Biomateriales Dentales); 3207.99 (Tejidos duro dentales)
Nombre: Ingeniería de tejidos dentarios duros in situ por biomateriales adhesivo inteligentes que restablece las propiedades biomecánicas de los tejidos dentarios desmineralizados.
Palabras clave: Adhesión, Bioingeniería, Bioactivo, Biomimético, Colágeno, Degradación, Dentina, Polímeros, In-situ, Tejidos Dentarios, Remineralización, Restauración.
Resumen: La caries dental es una enfermedad que depende del estilo de vida y de los hábitos adquiridos, con un componente bacteriano, que afecta a los tejidos duros dentales con un índice de casi un 80% en los niños y el 90% en los adultos. Por ejemplo, en Estados Unidos y también in España, se gastan aproximadamente 100 millones de Euros anualmente en el servicio dental particular. In Inglaterra y Gales los gastos de la seguridad social para el tratamiento de esta enfermedad pueden llegar a costar más de 100 millones de esterlinas por año.
En la desmineralización de la dentina aparte de la caries un papel muy importante juegan los sistemas adhesivos de resina. La adhesión entre la resina del adhesivo y la dentina se logra a través de la retención micromecánica por la penetración del adhesivo entre las fibras de colágeno expuestas en la dentina desmineralizada parcial o totalmente. Esta desmineralización que expone las fibras de colágeno se consigue mediante el acondicionamiento de la dentina con ácidos o monómeros ácidos que se encuentran dentro de los sistemas de adhesión de auto-acondicionamiento.
En odontología restauradora, más del 70% de los tratamientos consiste en la sustitución y la reparación de las restauraciones existentes en boca porque la adhesión de los materiales restauradores a los tejidos duros se degrada con el paso del tiempo. Esto se debe a la utilización de materiales sintéticos biocompatibles. Esto es debido a la utilización de materiales sintéticos, incompatibles que se aplican en un entorno biológico que no es el idóneo para su colocación siempre después de una eliminación ultraconservadora de la caries a la cual se le junta la no utilización de métodos biomiméticos que ayudan la adhesión, la conservación o incluso a veces mejorar, el tejido reparado. Los materiales restauradores que liberan iones, cuando se aplican, solo pueden recuperar una parte de la funcionalidad biomecánica de la dentina cariada debido a la pobre asociación mineral a nivel intrafibrilar. La recuperación total de la funcionalidad biomecánica de la dentina solo se puede conseguir después de la remineralización biomimética intrafibrilar con técnica de ingeniería tisular in situ. Si esta condición no se cumple el proceso de bio-mineralización debe considerarse incompleto. Además, las fibras de colágeno que se han remineralizado de forma inadecuada sufren una degradación por las bacterias o la activación por parte del ácido de metaloproteinasas endogenas (MMPs) que se encuentran en la dentina.
Este será el primer proyecto en utilizar conceptos de ingeniería tisular in situ de bio-mineralización de grandes cavidades en los dientes y superar los problemas que existen durante la restauración de grandes destrucciones cariosas mediante procedimientos de rehabilitación adhesiva mínimamente invasivos. Los clínicos serán capaces de aplicar sistemas adhesivos durante los tratamientos que serán capaces de biomineralizar la dentina, que alargaran la vida de las restauraciones de composite. Esto mejorará la calidad de las restauraciones dentales en clínica aumentando la rentabilidad del tratamiento.
Los objetivos de nuestra investigación serán de generar metodología innovadoras de ingeniería de tejidos in situ por biomateriales adhesivo inteligentes que restablece las propiedades biomecánicas de los tejidos dentarios desmineralizados in conjunción con procederás de rehabilitación dentales mínimamente invasiva.
Esta técnica será capaz de:
Name: In Situ dental tissues engineering and therapeutic minimally invasive adhesive rehabilitation
Key Words: Adhesion, Bio-engineering, Bioactive, Biomimetic, Collagen, Degradation, Dentine, Polymers In-situ; Remineralization, Rehabilitation
Summary: Dental caries is a behavioural, lifestyle disease with a bacterial component, affecting the dental hard tissues of almost 80% of children and 90% of adults. For instance, In the United States alone, more than 100 million dollars is spent annually on dental service, while the treatment of dental caries in England and Wales costs the NHS more than 100 million per annum. Apart from caries, resin-dentine bonding is another major reason for dentine demineralisation. The formation of resin-dentin bonds is accomplished predominantly by micromechanical retention via resin penetration and entanglement of exposed collagen fibrils in the partially or completely demineralized dentin. This is achieved by etching dentin with acids or acidic resin monomers derived from self-etching primers/adhesives to expose the collagen fibrils. Unfortunately, more than 70% of all restorative dentistry comprises of replacement/repair of existing restorations, as bonding to dental hard tissues still suffers from long-term interfacial failure. This is due to the use of synthetic, bio-incompatible materials placed in a hostile biological environment subsequent to ultra-conservative caries excavation, without using therapeutic and biomimetic methods to bond and maintain, or even improve, the repaired tissue.
Commonly-used ion-releasing restorative materials may only recover a small part of the biomechanical functionality of the carious dentine due to poor mineral association at the intrafibrillar level. The total re-establishment of biomechanical dentine functionality is only possible subsequent to intrafibrillar biomimetic remineralisation: if this condition is not satisfied then the biomineralisation process must be considered incomplete. Furthermore, inadequately remineralised collagen fibrils undergo degradation by bacterial or acid-activated dentine endogenous matrix metalloproteinases (MMPs).
This will be the first project to use high-impact In Situ bio-engineered concepts for bio-mineralise and restoring large cavities in teeth, overcoming existing problems that cannot be adequately addressed during the restoration of large carious dentine cavities with minimally invasive procedures. Clinicians will be able to apply therapeutic bonding materials capable of biomineralising carious dentine providing a durable foundation for resin composite restorations. This will improve the quality of dental restorations in routine practice, promoting cost-effective care.
The main aims of this research group focus on the generation of revolutionary techniques based on In Situ dental tissue engineering concepts and using smart resin-based biomaterials able to reestablish the biomechanical properties of mineral-depleted dental hard tissues in conjunction with minimally invasive dentistry.
These innovative approaches will be able to induce:
- Apatite nano-nucleation precursors (ANP) rather than micro-cluster agglomeration
- Hierarchical collagen bioremineralisation at intra- and extra-fibrillar level
- Differentiation of pulpal cells into reparative odontoblasts/fibroblast-like cells
- Bacteriostatic and/or antibacterial activity on caries biofilms
- Recovery of the biomechanical functionality of mineral-depleted bonded interfaces providing a long-term foundation for minimally invasive dental restorations.
Título del proyecto: In Vitro Shear Bond Strength of Modern Luting Agent to KATANA Zirconia t
Investigador responsable: Salvatore Sauro
Entidad financiadora: KURARAY
Duración - Enero 2019 – Diciembre 2019
Cuantía de la subvención: EURO 6000,00
Título del proyecto: Effect of mechanical load cycling on the interface morphology and microtensile bond strength of an experimental light-curing glass ionomer cement restorative material in applied after burs or bioglass air-abrasion treatment
Investigador responsable: Salvatore Sauro
Entidad financiadora: VOCO
Duración - Enero 2017 - Julio 2017
Título del proyecto: Premio Gaceta Dental - Remineralización biomimética y biocompatibilidad de un sistema de curado por luz con microrrelleno bioactivo embebido con ácido 4-oxoheptanodioico
Investigador responsable: Salvatore Sauro, Arlinda Luzi.
Entidad financiadora: Gaceta dental
Duración – Septiembre 2014
Título del proyecto: Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016, de la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación
Investigador responsable: Salvatore Sauro, Arlinda Luzi.
Entidad financiadora: CEU.UCH
Duración – desde 31 2015 agosto hasta 15 Septiembre 2015
Título del proyecto: Consolidación de Indicadores CEU-UCH 2015-2016; Ref. INDI1527.
Investigador responsable: Salvatore Sauro, Arlinda Luzi.
Entidad financiadora: CEU.UCH
Duración – desde 31 Agosto 2016 hasta 15 Septiembre 2016