Estudio del comportamiento in vitro de osteoblastos cultivados sobre superficies de implantes dentales.

Abstract

La osteointegración es el proceso por el cual se produce una fijación rígida de material aloplástico, clínicamente asintomática, es conseguida y mantenida en hueso durante una carga funciona. En este proceso el papel principal está representado por los osteoblastos, células diferenciadas que sintetizan el colágeno y la sustancia fundamental ósea. Los osteoblastos tienen dos destinos posibles: ser rodeados por la matriz ósea que producen y pasan a ser osteocitos o permanecer en la superficie del tejido óseo recién formado, aplanándose y constituyendo las células de revestimiento óseo. Las superficies de implantes presentan propiedades mecánicas, topográficas y características físicas según el tratamiento que hayan recibido. De este modo podemos encontrar superficies de titanio desde lisas o mecanizadas hasta rugosas en diferentes grados (0,5/1μm – > 2 μm) con diferentes usos clínicos, dependientes de los riesgos y beneficios del tipo de superficie. El estudio de la implantología oral se insiste en la importancia de la consecución de superficies de implantes que interaccionen de una forma óptima con los tejidos tanto blandos como duros, con especial importancia estos últimos. De este modo sigue siendo uno de los criterios indiscutibles de éxito en la terapia con implantes dentales conseguir la máxima osteointegración de los mismos. Este estudio se basa en la necesidad de conocer el comportamiento de los osteoblastos, como principal tipo celular implicado en la osteointegración, respecto a tales superficies utilizadas en implantología dental. Los objetivos de la presente tesis es analizar el comportamiento de osteoblastos sobre superficies de titanio rugosa, tratada mediante doble ataque ácido (Osseotite®, Biomet 3i, Palm Beach Garden, Florida, USA) vs. superficie de titanio lisa (maquinada). Para ello se han utilizado osteoblastos de humanos normales (NHOST) y discos de titanio puro (Biomet 3i, Implants Innovations Inc, Palm Beach Gradens, FL, USA) maquinados y con superficie rugosa o tratada mediante grabado ácido, con una rugosidad media de alrededor de 1 μm, (Superficie Osseotite®, Biomet 3i, Implants Innovations Inc, Palm Beach Gradens, FL, USA). Tras cultivo celular y una vez consigamos el número de colonias necesario para nuestra investigación, se realizaron cuatro diferentes procesos experimentales, sobre 3 grupos (subcultivos): control (sin disco), grupo disco titanio maquinado, grupo disco Osseotite®: estudio energético celular: cuantificación del potencial de membrana mitocondrial mediante tinción JC-1 (5,5’,6,6’tetrachloro1,1’,3,3´tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine Iodide), estudio de apoptosis: tinción fluorescente de núcleos celulares mediante DAPI (4’.6-diamidino-2-phenylindole), estudio de movilidad y adhesión: tinción de Ac de actina mediante Rhodamine-Phalloidin y marcador de anticuerpo específico de proteína BMP2: Estudio de productividad ósea. Observamos que sobre superficies tratadas mediante doble ataque ácido (Osseotite®) existe una mayor producción de BMP-2 de los osteoblastos, indicándonos por tanto una mayor productividad ósea sobre estas superficies. Se cuantifica la expresión de BMP-2 en un 22,3% sobre superficie tratada, 13,1% sobre superficie maquinada y tan sólo un 3,8% en el grupo control, con un valor p < 0,001. De igual modo se encontró mejores valores para el estudio de movilidad y adhesión y energético celular para grupo Osseotite, pero con matices. Se midió la longitud axial media del citoesqueleto de osteoblastos, obteniéndose valores de 115,9 μm en el grupo Osseotite, 94,81 μm en el grupo Maquinado y 74,11 μm en el grupo Control, siendo estadísticamente significativo un mejor comportamiento de osteoblastos sobre superficie Osseotite respecto al grupo Control (p = 0,042), pero no así respecto al grupo Maquinado (p = 0,526). El citoesqueleto es un complejo sistema tridimensional de fibras proteicas que intervienen en movilidad y forma de la célula, así como en la adhesión. Un citoesqueleto de mayor extensión y mejor organizado mejora la adhesión celular, como primer paso hacia la consecución de la osteointegración. En cuanto al estudio energético celular también observamos una mejor función de los osteoblastos sobre superficie Osseotite, también con matices que veremos a continuación. La ratio pixeles rojo/verde es mayor para este grupo, con un valor de 23,3, siendo 18,74 para el grupo Maquinado y 10,28 para el grupo Control. Aplicando el test de Bonferroni para comparaciones múltiples observamos diferencia estadísticamente significativa entre grupo Control y Maquinado (p = 0,0034) y grupo Control y Osseotite (p < 0,001), no así entre los grupos Maquinado y Osseotite (p = 0,449).