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Papel de las Proteínas Presentes en la Dentina en la Adhesión Dental

Entender el papel de la capa híbrida y, por tanto, de las fibras colágenas para la estabilidad de la adhesión a largo plazo, incluida la comprensión de los mecanismos de degradación de la capa híbrida, así como el desarrollo de estrategias para la preservación de la capa híbrida, es de gran importancia para el éxito de las restauraciones adheridas a dentina.

La dentina es una matriz de colágeno mineralizado que contiene aprox. 30-50 % de volumen de materia orgánica y aprox. 20 % de volumen de agua. La composición de la dentina puede variar en diferentes áreas del diente, dependiendo de su proximidad al tejido pulpar, así como si la matriz está desmineralizada por acción de la lesión de caries como en el caso de la dentina afectada/infectada. Estas diferencias pueden influir en gran medida en las propiedades mecánicas de la dentina, así como en el éxito de adhesión a la dentina.

Algunos factores como la heterogeneidad en la composición del tejido dental y la presencia de humedad en la dentina pueden condicionar la adhesión a este tejido, ya que es difícil desplazar la humedad de la dentina y permitir un contacto íntimo entre el adhesivo y las fibras colágenas.

Otros factores que pueden influir en la adhesión a dentina es la estabilidad de la capa híbrida que se puede ver comprometida debido a la degradación de las fibras colágenas por acción de enzimas proteolíticas de la dentina que han sido expuestas a grabado con ácido fosfórico en la técnica de grabado total durante el acondicionamiento para la adhesión y la no completamente impregnación por el adhesivo durante el procedimiento de adhesión.

Degradación hidrolítica de las fibras colágenas La degradación de las fibras colágenas de la dentina es impulsada por enzimas y compromete la integridad de la capa híbrida, que se convierte en el eslabón más débil de la restauración. Esta observación es importante porque el grabado ácido desmineraliza la dentina y puede dejar una capa de colágeno expuesta en la parte inferior de la capa híbrida, la cual es susceptible a degradación por la acción de
enzimas que se activan durante el grabado de la dentina con ácido fosfórico. Sin embargo, se ha reportado que cuando la dentina desmineralizada se impregna con un sistema adhesivo y posterior elaboración de la restauración, la capa desmineralizada podría sufrir una remineralización interna en pocos meses.

El grabado con ácido fosfórico de la dentina con tiempos menores a 15 segundos no produce un efecto de degradación significativo en las fibras colágenas de la dentina. No obstante, la evidencia sugiere que tiempos de grabado más largos podrían desnaturalizar las fibras colágenas, aunque el grabado de la dentina con tiempos menores a 15 segundos no cambia la configuración espacial de la molécula de colágeno, por lo que el grabado de la dentina con ácido fosfórico durante 15 segundos no compromete el sustrato dentinario para la adhesión.

El colágeno tipo I es el principal componente orgánico de la dentina. La estructura de la dentina mineralizada soporta una carga de compresión adecuada, ya que los cristales minerales minimizan el movimiento y la deformación de las fibras colágenas. Cuando el tratamiento con ácido fosfórico elimina el mineral alrededor y dentro de las fibras colágenas, la tensión y la resistencia a la compresión del colágeno cambia. Por tanto, la reticulación de las  fibras colágenas es extremadamente importante para proporcionar la respuesta mecánica y adaptativa.

En este sentido, la hidratación de la dentina y del colágeno no mineralizado juega un papel importante, ya que se forman enlaces de hidrógeno entre el colágeno y el agua, que permiten el deslizamiento y el movimiento de las fibras. Sin embargo, a medida que el colágeno se seca, se forman enlaces directos entre las moléculas de colágeno y dentro de las fibras, impidiendo el deslizamiento y causando el endurecimiento de la estructura. Con la deshidratación, el punto de tensión disminuye y las fibras se rompen más fácilmente. En la adhesión a la dentina, lo ideal sería que la dentina y el colágeno desmineralizado se mantuvieran hidratados e infiltrados con un adhesivo hidrofílico para asegurar una penetración adecuada del adhesivo dentro de las fibras colágenas expuestas.

Debido a la naturaleza heterogénea e hidrofílica de la dentina, la adhesión con la resina compuesta depende de la completa infiltración del monómero del adhesivo dentro de la dentina acondicionada. Sin embargo, es difícil desplazar completamente el agua y permitir el contacto íntimo entre el adhesivo y las fibras colágenas. Por tanto, la capa híbrida resultante está compuesta de fibras colágenas pobremente encapsuladas por el adhesivo que son susceptibles a degradación por las enzimas proteolíticas endógenas como pueden ser las metaloproteinasas (MMPs) que se activan durante el grabado ácido de la dentina con ácido fosfórico y durante la aplicación del adhesivo debido al bajo pH que se genera durante la aplicación del ácido acondicionador y el adhesivo.

Las metaloproteinasas (MMPs) son una familia de enzimas dependientes de iones de Zn y Ca capaces de degradar todo el componente extracelular, por lo tanto, juegan un papel importante en muchos procesos biológicos y patológicos. Hay seis grupos de MMPs identificados en humanos, que incluyen colagenasas, gelatinasas, estromelisinas, matrilisinas, MMPs de tipo membrana (MT-MMP) y otras MMPs, basadas en especificidad y homología del sustrato. Las MMPs son proteasas endógenas comunes tanto al hueso como a la dentina. Las MMPs juegan un papel importante durante la maduración de la dentina, pero quedan atrapadas e inactivas después de que la matriz de colágeno de la dentina se mineraliza. No obstante, la desmineralización de la dentina genera la biodisponibilidad y activación adicional de las MMPs provocando la degradación de las células presentes en las fibras colágenas.

Otras enzimas que pueden participar en la degradación de las fibras colágenas son las gelatinasas MMP-2 y -9 que no son verdaderas colagenasas, sin embargo, son muy importantes para el proceso de colagenólisis y la degradación endógena del colágeno dentinario. Durante los procedimientos adhesivos, las MMPs de la matriz de colágeno que están en la dentina quedan expuestas y pueden activarse, independientemente de si se empleó el procedimiento de grabado y enjuague, o autograbado.

Se ha observado que la profundidad de la desmineralización causada por el ácido es típicamente mayor que la penetración de los monómeros adhesivos dentro de la dentina desmineralizada, dejando algunas fibras de colágeno no protegidas. De esta manera, son más susceptibles a las acciones de estas enzimas, que son capaces de hidrolizar ambos componentes de la matriz extracelular como monómeros resinosos hidrófilos.

Para mejorar la resistencia a largo plazo de los adhesivos y de la dentina se ha trabajado mucho para incorporar propiedades anti-colagenolíticas dentro de la capa híbrida. Esto se puede hacer con la utilización de inhibidores de MMP o agentes de reticulación en la dentina. El uso de la clorhexidina se ha estudiado ampliamente por su capacidad para inhibir MMP-2 y -9. Por su parte, la aplicación del digluconato de clorhexidina como antimicrobiano de amplio espectro permite su unión a los aminoácidos de la dentina para continuar eliminando a las bacterias durante varias horas. Además, es capaz de inhibir ciertos tipos de MMPs, incluso en bajas concentraciones .