Haciendo converger la Innovación, Desarrollo y Salud Pública, el Dr. Cristian Covarrubias, académico del Instituto de Investigación en Ciencias Odontológicas de la Facultad de Odontología de la Universidad de Chile, entregó los resultados del Proyecto Fondef que encabeza, titulado “Desarrollo de Prótesis Dentales Antimicrobianas para el Control de Infecciones Orales Basadas en Materiales Acrílicos Modificados con Nanopartículas de Cobre”.
Como investigador responsable, el Dr. Covarrubias manifestó su interés en buscar alternativas o mejores terapias para abordar la estomatitis subprotésica, un problema de salud relacionado a las infecciones orales asociado al uso de prótesis”.
Salud dental en adultos mayores
Actualmente, la prótesis removible es la alternativa más usada en pacientes desdentados parciales o totales. En pacientes de escasos recursos, es la principal rehabilitación accesible en los Servicios de Atención Primaria de Salud, situación involucra una carga económica para el Estado y para el paciente.
En Chile, el 60% de los adultos mayores, de 65 años de edad hacia arriba, son usuarios de prótesis dentales. Sin embargo, la utilización de este dispositivo, habitualmente conlleva a un proceso inflamatorio crónico de las mucosas adyacentes bajo la prótesis, denominado estomatitis subprotésica.
“Las prótesis dentales son comúnmente utilizados en la gran mayoría nuestros adultos mayores, sobre 60%. La prevalencia de la estematitis subprotésica es de alrededor del 50 al 70%”, señaló Loreto Matamala, tesista de Magister del Proyecto. Se caracterizada por cuadro de dolor y ardor en diferentes intensidades, en la mucosa oral comprometida afectando a funciones normales como la masticación, fonación y estética.
Se trata de una inflamación de la mucosa oral asintomática, que se produce mayoritariamente por un desajuste de la prótesis, por cuanto, “bajo ciertas condiciones de humedad, luz y aumento de temperatura, pueden proliferar producciones de esta enfermedad como otras conocidas como tamiasis”. La estomatistis subprotésica es el mayor motivo de consulta y esto hace, porque disminuye la calidad de vida en los adultos mayores.
El mecanismo de prevención general de la estomatitis protésica se encuentra en las medidas de higiene oral, no obstante, esta estrategia es de difícil ejecución en los adultos mayores, quienes habitualmente ven reducidas sus habilidades motoras.
Desde el punto de vista terapéutico, “la estomatitis subprotésica se trata con antifúngicos, cuyas desventajas son su alto costo y su uso por períodos prolongados, lo que puede generar anticuerpos en los adultos mayores. Además, los antifúngicos se caracterizan por sabores desagradables, razón por la que los pacientes presentan una baja adherencia a los tratamientos”, informó Loreto.
Un elemento centenario
Con este desafío, el académico se focalizó en el cobre como eje central de su Proyecto FONDEF. “El cobre es un elemento reconocido por su capacidad antimicrobiana y de amplio espectro, capaz de destruir, tanto hongos, bacterias o virus, a diferencia de otros antimicrobianos que son más específicos”.
Desde el inicio de las civilizaciones más avanzadas, el cobre tuvo un uso referido a sus propiedades antimicrobianas, así lo demuestran los “registros de egipcios en que se describe con gran detalle el uso del cobre para el tratamiento de heridas y la esterilización de agua potable”.
Chile es el mayor productor de cobre del mundo y por lo que “nuestra economía se basa en la explotación de este recurso, principalmente, en la modalidad de materias primas, exportándose con baja elaboración, para luego recibirlo de vuelta, desde los países asiáticos en forma de aparatos electrónicos”.
FONDEF se orienta a revertir la escasa innovación sobre recursos naturales, con el propósito de avanzar hacia el desarrollo de un producto con mayor valor agregado. “De eso se trata la innovación asociada a la Investigación Básica, entonces, uno de nuestros intereses, es desarrollar valor agregado en el área médica a partir recursos naturales como cobre”.
En los últimos años, y en reconocimiento de las propiedades antimicrobianas, han surgido innovaciones con la aplicación de cobre en infraestructura de uso público e intrahospitalaria, principalmente superficies, con el objetivo de prevenir la transmisión de enfermedades infecciosas. Además, se conocen emprendimientos en textiles, ropas y otros productos, “sin embargo, la mayoría de estas aplicaciones, no utiliza el cobre en su forma más tradicional y no como nanopartícula”, explicó el Dr. Covarrubias.
Desde el Laboratorio de Nanobiomateriales de la Facultad de Odontología de la Universidad de Chile, el Proyecto apuntó al estudio y trabajo del cobre en forma de nanopartícula, lo que introduce “el factor de la ciencia de materiales, para obtener partículas del mismo metal con tamaño menor a 100 nanómetros y utilizar las nuevas propiedades que resultan de este cambio”.
Una nanopartícula, explicó el Dr. Covarrubias, “es una partícula compuesta por unos poco átomos de cobre”, las que son modificadas con biopolímeros en el Laboratorio, lo que las convierte en más amigables para aplicaciones biomédicas.
El en marco del FONDEF, el Dr. Cristian Covarrubias se preguntó qué nanopartícula era la más adecuada, su tamaño, concentración, y qué procedimiento sería el que mejor procurara la mantención de biocompatibilidad y propiedades mecánicas del dispositivo dental. Posteriormente, el equipo de investigadores desarrolló un proceso “para preparar un acrílico que tenga propiedades antimicrobiana, agregándoles bajas concentraciones de cobre, de manera de asegurar la biocompatibilidad del material en la aplicación de prótesis”, tanto desde el punto de vista sanitario, mecánico como estético.
Iluminando los mecanismos antimicrobianos de una prótesis dental
Los principales resultados son la inhibición del crecimiento del microorganismo -Cándida albicans- que crece en una superficie de una prótesis normal comparada con una prótesis de acrílico con nanopartículas de cobre. “Del total de bacterias que normalmente logran adherirse o que crecen en la superficie del dispositivo protésico dental, al menos un 92% muere en la superficie de la prótesis con nano-cobre”, lo que se registró mediante diferentes técnicas microbiológicas y de microscopía avanzada.
Además de la menor cantidad de microorganismos que crece en la superficie de las prótesis dentales con nanopartículas de cobre, expresó el Dr. Covarrubias, “la candida, que es conocida porque desarrolla un tipo de postura filamentosa –hifa-, en la superficie del cobre, prácticamente no se detecta este tipo de estructuras, lo que afecta a su crecimiento y desarrollo”.
A través de un análisis de última generación se pudo comprender el mecanismo por el que muere este tipo de hongo. “La cándida muere cuando toma contacto con la superficie de la prótesis.Con la presencia de las moléculas de agua de la saliva, las partículas se pueden difundir y moverse a través del polímero del acrílico y difundir hacia el exterior de la prótesis. Junto con ello, el medio erosiona a nanoescala la superficie del acrílico, lo que también permite que las partículas entren en contacto con los microoganismos; por lo que este mecanismo antimicrobiano responde a la humedad del ambiente de la cavidad oral”.
Seguridad en boca
En el marco del Proyecto FONDEF, convenía investigar la liberación de partículas de cobre al ambiente, en este caso, a la cavidad oral. “Se midió la cantidad de cobre liberada en función del tiempo, y, en 40 días, el máximo liberado es de 0.0063 microgramos por mL de cobre total liberado al ambiente”, lo que está muy por debajo de la concentración aprobada por la FDA en agua potable que corresponde a un miligramo de cobre por mL o al máximo permitido de ingesta diaria (10 mg/día)”
Estos resultados, respaldan la seguridad respecto la biocompatibilidad de esta prótesis de acrílico con nanopartículas de cobre.
Cabe destacar que, como Proyecto multidisciplinario, contó con la participación de otros investigadores, como Sebastián Correa y Juan Pablo González (investigadores exalumnos de la carrera de Odontología), académicos Prof. Leyla Gómez, Dr. Mario Díaz, Dr. Cristian Vergara, Dra. Ximena Lee, Loreto Matamala (Tesista de Magister), Bruno Olivares (Tesista Pregrado), y Daniela Salinas, como técnico.
Fue con parte de este equipo de investigadores y dado que la prótesis dental está sometida a cierta resistencia mecánica, tracción o presión al interior de la cavidad bucal y caídas, entre otras, se estudió y comprobó la mantención de las propiedades de resistencia de la prótesis dental al agregarle nanopartículas de cobre.
Estéticamente acertado
Otro aspecto investigado corresponde a las propiedades estéticas. “Para nuestro trabajo, siempre fue un desafío importante las alteraciones de color de las prótesis dentales con nanopartículas de cobre, lo que se resolvió en los últimos trabajos, con la Tesis de Bruno Olivares, quien encontró una solución al controlar el color del acrílico, cambiando la composición del acrílico”. De esta forma, no se modifica los contenidos de cobre, por ende, tampoco sus capacidades antimicrobianas ni mecánicas.
El Dr. Covarrubias informó que el proceso para fabricar prótesis “se realizó en laboratorios dentales comerciales, con acrílicos de marcas conocidas, bien cotizadas y masificadas”. La prótesis fue fabricada en las instalaciones y equipamiento del Laboratorio nacional Beraudent y en México en el Laboratorio Reytek.
Aplicación clínica, patentamiento y generación de empleo
Este FONDEF es una constatación de Investigación aplicada con consecuencias clínicas, “los resultados de este Proyecto apuntan a resolver un problema de salud, de salud oral en este caso, en que el uso de este tipo de artefactos de prótesis antimicrobiana prevendría las infecciones en los adultos mayores y mejoraría la calidad de vida a personas, un problema que no está resuelto hoy día, con las actuales terapias que existen”, aseguró el Dr. Cristian Covarrubias.
Asimismo, el Proyecto impacta en la sociedad a través de la Salud Pública de la población. “Los productos que promovidos a través de FONDEF, tienen que generar valor agregado y significar un aporte al sector productivo. O sea, esta Investigación, apunta a la innovación y en esta etapa, estamos en el patentamiento de la tecnología, y una vez que sea aprobada y se encuentren los estudios clínicos completados, el proceso de fabricación de prótesis antimicrobiana va estar disponible para que los interesados puedan usar la tecnología a través de una licencia”, proyectó el Dr. Covarrubias.
