Debido a su morfología irregular y sus complejidades anatómicas, los conductos radiculares son una de las zonas bucales más desafiantes clínicamente. De hecho, la biopelícula que no logra eliminarse por completo de los recovecos de los conductos sigue siendo una de las principales causas de fracaso en tratamientos orales, así como de infecciones endodónticas persistentes, y los medios disponibles para diagnosticar, evaluar y llevar a cabo su desinfección son limitados.
Por ello, las últimas aplicaciones de microrrobótica realizadas por la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania implican un gran paso para la odontología: prometen convertir a los microrrobots en una nueva herramienta clave para los clínicos.
Microrrobots como método de desinfección de conductos radiculares
Los investigadores de Penn Dental Medicine y su Centro de Innovación y Odontología de Precisión (CiPD) han demostrado que los microrrobots son una solución magnífica para alcanzar las superficies del conducto radicular de más difícil acceso, ya que lo hacen con una precisión controlada y ofrecen incluso la posibilidad de recuperar muestras de la biopelícula para su posterior diagnóstico, lo que permite la elaboración de tratamientos completamente a medida.
Esta tecnología podría alcanzar las biopelículas en zonas de difícil acceso de forma controlada y precisa, así como obtener muestras microbiológicas y llevar a cabo la administración personalizada de fármacos.
En el número de agosto del Journal of Dental Research, y protagonizando incluso su portada, el equipo de Pensilvania distinguió entre dos plataformas microrrobóticas para el tratamiento endodóntico. En ambas, los componentes básicos de los microrrobots son nanopartículas de óxido de hierro (NPs) con actividad catalítica y magnética.
- En la primera plataforma, se utiliza un campo magnético para concentrar las nanopartículas en microenjambres, que se controlan y dirigen, también magnéticamente, hasta la zona apical del diente, donde actúan sobre la biopelícula mediante una reacción catalítica.
- La segunda plataforma se apoya en la impresión 3D, con la que se crean minirrobots en forma de hélice que contienen NPs de óxido de hierro. Estos helicoides, que transportan bioactivos o fármacos que pueden ser liberados in situ, se guían magnéticamente a través del conducto radicular.
«Que algo tenga aplicaciones tanto diagnósticas como terapéuticas es muy valorable. Con estos microrrobots no solo podemos eliminar el biofilm, sino también recuperarlo, lo que nos permite identificar qué microorganismos han causado la infección», afirma el Dr. Koo, investigador principal de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania. «Además, su capacidad para ajustarse a los espacios de más difícil acceso dentro del conducto radicular permite una desinfección más eficaz en comparación con las limas u otras técnicas utilizadas actualmente», añade.
La eliminación de la placa: uno de los grandes objetivos de la microrrobótica odontológica
Este no es, no obstante, el primer estudio que analiza las posibilidades de la microrrobótica en odontología.
Recientemente, el Dr. Koo y su equipo construyeron una plataforma para controlar los microrrobots electromagnéticamente, en ese caso, permitiendo que los microenjambres de las NPs de óxido de hierro adoptaran diferentes configuraciones y liberaran antimicrobianos in situ para tratar y eliminar eficazmente la placa de los dientes.
Vemos potenciales aplicaciones de los sistemas de microrrobótica tanto para el cuidado bucal en casa como en la consulta dental.
Para determinar la eficacia de estos sistemas sobre la biopelícula del conducto radicular, los investigadores experimentaron sobre réplicas de dientes en 3D. Para ello se preparó, dentro de las réplicas, una biopelícula con bacterias endodónticas (Streptococcus gordonii, Enterococcus faecalis, Fusobacterium nucleatum y Actinomyces israelii), y después, en el canal radicular, se introdujo la suspensión de NPs, que dirigidas con electroimanes actuaron sobre la biopelícula.
Tras analizar las muestras de biopelícula recogidas, se comprobó que todas las nanopartículas habían sido eliminadas del canal radicular.
Un estudio similar utilizó, en lugar de réplicas de dientes, moldes en forma de hélice rellenos de gel cargado con NPs. También mediante un campo magnético, se demostró que los helicoides se movían eficazmente por el canal, logrando la disrupción química y mecánica de la biopelícula.
Estos microrrobots ofrecen, además, otra gran ventaja: pueden rastrearse en tiempo real a través de escáneres intraorales o tomografías computarizadas de haz cónico.
¿Cómo se aplica esto al día a día de la higiene bucodental?
Edward Steager, investigador principal de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania junto con el Dr. Koo, destaca la capacidad de las nanopartículas para «moldearse y controlarse con campos magnéticos de manera sorprendente», lo cual, aplicado a la limpieza bucodental diaria, entraña evidentes beneficios. «La forma en que funciona esta tecnología es similar a cómo un brazo robótico podría alcanzar y limpiar una superficie; el sistema se puede programar, y el movimiento, controlarse de forma automática», añade.
Aplicada a los cepillos de dientes, la tecnología consistiría en un campo magnético que dirige el movimiento de las nanopartículas para formar estructuras similares a cerdas o hilos que eliminen la placa dental. En ambos casos, las nanopartículas serían impulsadas por una reacción catalítica que produciría antimicrobianos dirigidos a eliminar las bacterias orales.
Además de mejorar la salud bucodental, el tratamiento endodóntico y la regeneración de tejidos, los investigadores consideran que esta tecnología podría tener amplias aplicaciones en la medicina general y la industria. «Desde la desinfección de dispositivos médicos hasta garantizar unas tuberías limpias, esta tecnología tiene el potencial de transformar áreas mucho más allá de la medicina dental», explica el Dr. Koo.
