ESTUDIOS DE CITOTOXICIDAD

La biocompatibilidad se define como la compatibilidad de los materiales dentales y dispositivos de fabricación artificial con los tejidos y líquidos corporales.(6)
Los materiales dentales pueden ser evaluados mediante pruebas In vitro, las cuales son pruebas que permiten un estudio rápido, reproducible, poco costosa, relativamente simple, aunque su analogía en cavidad oral no es del 100%, ya que no se evidencia la respuesta biológica exacta del organismo. Otra forma de evaluar los materiales dentales es a través de estudios en animales In vivo las cuales se realizan directamente sobre mamíferos, por lo que la respuesta biológica es más significativa que las pruebas In vitro; sin embargo estas son pruebas más costosas y requieren de mayor tiempo. Finalmente se encuentran las pruebas de evaluación clínica las cuales son más concluyentes y relevantes, pero requieren de más tiempo son mucho más costosas y tienen implicaciones etico-legales.(6)

Las pruebas se han identificado como pruebas iniciales o primarias las cuales incluyen las pruebas de citotoxicidad y las de mutagenicidad o carcinogénesis. Las pruebas de citotoxicidad permiten evaluar el efecto de los materiales sobre poblaciones celulares..(7)
Dichas pruebas permiten estudiar el metabolismo celular, permiten analizar de forma rápida y económica varias muestras y permiten su cuantificación; sin embargo presentan algunas desventajas ya que no permiten evaluar más de un tipo celular y no permite medir reacciones a largo plazo de algunos procesos orgánicos importantes como la respuesta inflamatoria o inmunológica.(7)

Dentro de las pruebas de citotoxicidad que se encuentran en directo contacto con el tejido celular se encuentran las pruebas sobre número y crecimiento de las células las cuales pretenden medir el crecimiento celular o la zona de inhibición que puede presentarse en un cultivo celular luego de ser colocado el material dental. (8)
Las pruebas de permeabilidad muestran la facilidad de un colorante para penetrar al interior de la célula utilizando dos tipos de colorantes: los vitales que se transportan activamente al interior de las células en donde éste puede quedar retenido si las células están vivas o puede ser expulsado del interior celular si la célula ha muerto. Los colorantes no vitales no son transportados activamente al interior de la células si ésta se encuentra viva y en contraste es captado internamente en caso de muerte celular.(8)
Las pruebas de actividad biosintética o enzimática actúan a nivel del DNA midiendo la radiación Beta por medio de un contador de rayos beta. Una de las más importantes es la prueba de MTT la cual mide la actividad de deshidrogenasa mitocondrial de la célula por medio de la molécula de MTT y determinando la cantidad de formazan producido para observar el número de células viables.(8)
Existen otras pruebas que miden la citotoxicidad cuando el material no está colocado directamente sobre el cultivo celular para semejar algunas situaciones clínicas de la aplicación de estos materiales. La prueba de cubierta de agar permite la difusión de sustancias tóxicas de los materiales dentales a través del agar(9) Y las pruebas de barrera dentinal las cuales permiten que la dentina y sus túbulos dentinales sean la barrera a través de la cual pueden pasar las sustancias de los materiales dentales.(10)

Las pruebas de mutagenicidad permiten valorar los efectos de los materiales sobre el material genético celular. Pueden ser de tipo genotóxico donde
la alteración se da a nivel del DNA o a nivel epigenético donde el daño se presenta como una alteración bioquímica celular. Las más conocidas son la prueba de Ames y la prueba de transformación celular de styles.

Las pruebas secundarias o intermedias permiten medir los niveles de reacciones inflamatorias o de respuestas inmunitarias frente a un material. La prueba de irritación de mucosas permite determinar si un material puede inflamar mucosas o piel erosionada y por lo general se coloca en contacto de las mejillas de un hámster o de un conejo y luego se realiza una muestra histopatológica para observar los resultados. La prueba de sensibilización cutánea muestra la capacidad que tiene un material de comportarse como un alergeno para el organismo. El material se coloca vía intradérmica en animales o en forma de parches o adhesivos para luego mirar si hay formación de edema o eritema. Y la prueba de implantación determina la alergenicidad, inflamación crónica o formación de tumores, por lo general el material se coloca en tubos de polietileno que se implantan en el dorso de los animales se dejan 1 a 11 semanas o de 1 a 2 años para luego ser analizados histopatológicamente(6)

Las últimas pruebas que se utilizan para determinar la biocompatibiliad de un material son las terciarias o pruebas de uso; las cuales se realizan en animales y humanos una vez ya se hayan realizado pruebas primarias, secundarias y una aprobación del comité internacional ético-legal.(6)

La biocompatibilidad de los materiales utilizados en endodoncia, es de especial interés ya que muchos de sus componentes pueden llegar a producir irritación o hasta degeneración de los tejidos circundantes. En el caso de los cementos selladores utilizados, la biocompatibilidad con los tejidos es decisiva ya que estos quedan en contacto directo, especialmente cuando son extruídos hacia los tejidos periapicales.(11)

Varias investigaciones han observado la citotoxicidad de los más comunes cementos selladores encontrando que los cementos a base de óxido de zinc-eugenol presentan un alto nivel de citotoxicidad; en contraste con los cementos a base de hidróxido de calcio que han ganado popularidad por su compatibilidad biológica con los tejidos periapicales.(12)

La biocompatibiliad de los cuatro cementos selladores más comunes (a base de óxido de zinc-eugenol, de hidróxido de calcio, de resinas epóxicas o de ionomeros de vidrio)y la posibilidad de encontrar marcadores de PGE2 como señales de inflamación han sido estudiados en los últimos años.. Se han utilizando fibroblastos gingivales y nasales tomados de regiones que presentaban niveles de inflamación que luego fueron cultivados. La viabilidad celular fue determinada a través de la medida de la actividad citosólica de las células por medio de tintes fluorescentes para tinción del ADN. Para determinar la posible influencia de estos materiales sobre la síntesis de proteínas los fibroblastos fueron sembrados sobre los diferentes materiales en varios pozos. Los cementos a base de hidróxido de calcio y en una escala cercana los cementos a base de óxido de zinc-eugenol mostraron de acuerdo con la liberación de PGE2 un menor efecto citotóxico, en contraste con altos valores en la liberación de PGE2 para los cementos a base de resina epóxica o de ionómero de vidrio.(12)

Otras técnicas in vitro utilizando cultivos celulares han sido aplicadas para el estudio de la citotoxicidad de los cementos selladores, entre ellas la prueba MTT ha demostrado ser un buen método de estudio por considerarse una prueba simple, rápida, precisa y que no requiere de radioisótopos permitiendo cuantificar exactamente el número de células viables observando la deshidrogenasa mitocondrial. La cantidad de formazan producida es directamente proporcional al número de células viables.(13)

Algunos investigadores han evaluado el efecto citotóxico de tres cementos selladores en células del ligamento periodontal de Hámster y en una línea celular (V79), utilizando Canals, N2, AH26, AHPlus y Sealapex respectivamente y empleando una prueba de MTT. La evaluación de dichos cementos fue realizada a los 1,2,3, y 7 días encontrando que todos los cementos causaron citotoxicidad tanto para las células del ligamento periodontal como para las de la línea celular. A pesar de que durante el primer día el Sealapex demostró ser el menos citotóxico y el AH26 y el N2 los más citotóxicos al análisis del primer día el nivel de citotoxicidad para estos cementos decreció significativamente llegando a estabilizarse al séptimo día, excepto para el N2 que se mantuvo casi igual durante toda la prueba.(14, 15)

La utilización de los cementos a base de hidróxido de calcio se ha propuesto como cemento sellador ya que según esta investigación, sólo muestra leve toxicidad en estados iniciales de fraguado; sin embargo otros reportes indican una considerable filtración de sustancias permitida por la desintegración del cemento sellador; esta inestabilidad en un medioambiente acuoso podría aumentar la liberación de dichas sustancias y conllevar a la falla del tratamiento endodóntico (16)

El efecto irritante de los cementos selladores también ha sido evaluado histopatológicamante examinando la respuesta del tejido alrededor o en contacto con el material.(17). Para el estudio in vivo de algunos de los cementos selladores (Apexit y Pulp canal) se han utilizado implantes en ratas, colocando cada cemento sellador en tubos de teflón e implantados en la zona dorsal de cada especímen para posteriormente ser removidos después de 5, 15, 60 y 120 días y preparados histológicamente para una evaluación microscópica. Los resultados de esta investigación se correlacionan con los estudios realizados en cultivos celulares, encontrando que ambos tipos de cementos mostraron una reacción inflamatoria de moderada a severa hacia el quinto día, con áreas de necrosis, caracterizadas por la presencia de neutrófilos, macrófagos y algunas pocas áreas con linfocitos y células plasmáticas, pero que disminuyó significativamente entre los 60 y 120 días. La única diferencia entre ambos materiales fue que el Apexit causó una mayor extensión inicial de la necrosis lo cual es atribuido a su alto pH , pero el Pulp canal mostró irritación por un tiempo mayor que el Apexit.(18)

Al evaluar cementos a base de resina(Ah26) comparándolos con los de hidróxido de calcio (selapex) y (CRCS) los tubos de teflón implantados en las ratas fueron removidos a los 7,14 y 21 días, preparados histológicamente y observados microscópicamente encontrando severas reacciones inflamatorias con el AH26 a los 7 días después de la implantación con abundantes macrófagos, linfocitos y células gigantes de cuerpo extraño, la respuesta a los 14 días fue similar, pero al día 21 ya la inflamación fue de tipo moderado, mientras que con el CRCS y el Sealapex la inflamación a los 7 días fue de tipo moderado y disminuyó a los 14 y 21 días.(14) Con respecto al Ah26 estos autores están de acuerdo con otras investigaciones en donde coinciden con el gran efecto irritativo inicial pero es una respuesta tisular que tiende a disminuir progresivamente así como avanza el tiempo. Los otros dos selladores que contienen hidróxido de calcio en su composición presentaron moderada reacción inflamatoria que a su vez también se redujo gradualmente, aunque el Sealapex no mostró tanta reducción como el CRCS que contiene óxido de zinc y por lo tanto el eugenol ha sido parcialmente remplazado por el eucaliptol. (19)

Se realizó otro estudio para evaluar la respuesta inflamatoria de los cementos a base de hidróxido de calcio: Sealapex, CRCS, Apexit, Sealer 26, mediante implantación subcutánea y en cavidad peritoneal de ratones. Se analizó la respuesta del tejido subcutáneo a los 2, 4, 8 y 16 días. En todos los cementos se observó una intensa migración de neutrófilos durante los periodos iniciales. Se encontraron diferencias en cuanto a la presencia de necrosis y del número de células inflamatorias. En la fase intermedia, se encontró una marcada diferenciación celular del sistema fagocítico mononucleado en macrófagos, células epiteliales y células gigantes multinucleadas con Sealapex. La respuesta fue menos intensa con el CRCS y con el Apexit. La necrosis del tejido se observó únicamente en las interfases con el cemento solamente durante las etapas iniciales con el Sealapex, pero fue observado durante todo el experimento con los otros cementos. Los animales fueron inyectados con soluciones que contenían los cementos selladores y fueron sacrificados a las 6, 24 horas, 5 y 15 días después. Durante las etapas iniciales (6-24 horas) se observó una intensa migración de leucocitos polimorfonucleares en la cavidad peritoneal en reapuesta a los cementos. Un incremento de células mononucleadas fue observado luego de 6 a 24 horas y a los 5 días para todos los cementos selladores y no se encontraron diferencias en relación con el grupo control a los 15 días.(20)

En otro estudio se evaluó la citotoxicidad de varios cementos a base de resina con cementos a base de hidróxido de calcio, mediante el uso de fibroblastos de ratón (L929), encontrándose que el mayor grado de citotoxicidad lo presentó el AH Plus que mostró igual o mayor citotoxicidad que el AH 26 y que el Diaket, mientras que el Apexit fue el menos tóxico. (21)

FRAGUADO DE LOS CEMENTOS

Es muy importante el tiempo que tarda un cemento sellador en fraguar ya que de ello dependerá en cierta medida, que se disminuyan las posibilidades de microfiltración; es decir este tiempo debe ser lo suficiente para poder realizar la obturación completa pero lo suficientemente corto para evitar los procesos de filtración.(22)

El tiempo de fraguado ha sido estudiado en modelos in vitro. Sin embargo estos estudios no pueden ser extrapolables a las condiciones clínicas reales ya que dentro del conducto radicular hay un ambiente húmedo y anaeróbico difícil de simular in vitro. Estos factores pueden acelerar o retardar el proceso de fraguado del cemento(23)
En un estudio in vitro para evaluar el tiempo de fraguado, se intentó simular condiciones clínicas reales. Se extrajeron dientes que fueron preparados y obturados con gutapercha y cemento sellador con técnica de condensación lateral. Los dientes se incubaron a 378 en un ambiente con 100% de humedad y evaluados semanalmente. Los resultados demostraron que los cementos a base de resina e hidróxido de calcio fraguan completamente a las 4 semanas. (24)

ESTABILIDAD DIMENSIONAL

Para prevenir el paso de bacterias hacia los tejidos periapicales los cementos selladores deben presentar una buena estabilidad dimensional.(22) Los cambios en la estabilidad dimensional de un cemento sellador producen espacios en la interfase cemento/dentina y cemento/gutapercha que permiten el paso de microorganismos a través de la obturación.(22)
Por lo general los cambios dimensionales ocurren durante las primeras cuatro semanas, con la mayoría de cementos selladores. Los cementos a base de óxido de zinc-eugenol muestran en algunos estudios una contracción del 0.3%-1%. Los cementos a base de resinas muestran una marcada expansión inicial del 4-5%, manteniéndose estables luego de 4 semanas. Los cementos a base de hidróxido de calcio mostraron una contracción del 0.2.(5)

Idealmente, un cemento no debe expandirse ni contraerse, ya que la expansión aumenta el riesgo de fractura, sin embargo mucha de esta expansión puede ser absorbida por la gutapercha reduciendo el estrés sobre la dentina. Por lo contrario la contracción es menos deseable ya que compromete el selle hermético del conducto radicular.(5)

DISCUSIÓN:

Basados en los estudios de citotoxicidad y en las pruebas de implantación de los estudios revisados todos los cementos evaluados independientemente de su componente principal (óxido de zinc, hidróxido de calcio, resinas epóxicas o ionomeros de virio) se mostraron citotóxicos.
La citotoxicidad de los cementos a base de resina, talvez se deba a la liberación de formaldehído y disglicidil A bisfenol ya que se identificó como una sustancia mutagénica de los materiales a base de resina epóxica, siendo esta la razón por la cual al AHPlus se le introdujeron otro tipo de aminas cambiando así el tipo de reacción y reduciendo de esta manera el potencial de citotoxicidad de este tipo de cementos(12,14)
En el caso de los cementos basados en óxido de zinc-eugenol se observa una moderada reacción de citotoxicidad la cual se atribuye principalmente a la liberación de eugenol y de formaldehído en el N2 cuya mezcla lo hace muy citotóxico. La liberación de estas sustancias puede ser 300 veces por encima del AH26 después de colocado es por ello que no se recomienda el uso del N2(15)Sin embargo a pesar que algunos estudios reportan un tiempo mayor de irritación con estos cementos debido a la liberación de eugenol también se demostró que disminuye por un período de tiempo prolongado( durante por lo menos un año)(18)

Al evaluar los cementos a base de hidróxido de calcio se demostró que presentan por lo general los menores niveles de citotoxicidad comparados con los cementos a base de resina y los de óxido de zinc-eugenol. El Sealapex produce en el tejido menos necrosis que el CRCS, el Apexit o el AH26 lo cual se debe probablemente a la liberación de iones de calcio, los cuales inducen a un diferenciación celular y a la activación de macrófagos lo cual contribuye a una rápida reparación. Esta propiedad de inducir a una calcificación también es atribuida a su pH alto ya que es capaz de inducir una severa inflamación que contribuya a la reparación. Sin embargo al evaluar los otros cementos 3 y 4 años después no se distingue la reparación con o sin hidróxido de calcio.(28). De otra parte se ha reportado una alta microfitración debido a la desintegración del cemento en presencia de un medio acuoso lo cual contribuye a la falla del tratamiento.(16)

CONCLUSIONES:

Los cementos selladores son esenciales para obturar la forma irregular del conducto radicular y las pequeñas discrepancias entre la pared del conducto y el material de relleno sólido o gutapercha. Esta obturación completa del la anatomía radicular asegura el éxito en la terapia endodóntica.
Cada uno de los cementos selladores presentan características favorables y desfavorables Todos los cementos selladores son citotóxicos recién preparados, pero van disminuyendo significativamente después del fraguado. Los cementos a base hidróxido de calcio, presenta menores características de citotoxicidad y los cementos a base de resina tienen excelentes niveles de adhesividad.
Ningún cemento sellador que se encuentran hoy en día en el mercado ofrecen todas las características que debía tener un cemento sellador ideal, es por esto que lo más importante es lograr una excelente limpieza, conformación, adaptación del cono principal para lograr posteriormente una obturación tridimensional del conducto radicular que permita llegar al éxito del tratamiento endodóntico.
La elección del cemento sellador dependerá del criterio clínico y de las cualidades principales de cada cemento, especialmente su selle apical, su efecto antimicrobiano, y su biocompatibilidad.

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CEMENTOS EN ENDODONCIA