Biopelícula: una nueva forma de ver la placa

Biopelícula: una nueva forma de ver la placa
Unidades de formación continua de Pamela R. Overman,
doctora en Pedagogía e higienista dental registrada: 2 horas
Este curso de formación continua está dirigido a dentistas generales, higienistas y asistentes dentales.
El principal objetivo de aprendizaje de este curso es aumentar sus conocimientos generales sobre las
distintas formas que los profesionales odontológicos han visto la placa a lo largo de los años, destacando la
visión actual de la placa como una biopelícula y las ramificaciones para la terapia periodontal.
Declaración de divulgación de conflictos de intereses
La autora ha realizado una labor de consultoría para P&G.
CERP de la ADA
La empresa Procter & Gamble es un proveedor reconocido del CERP de la ADA.
El CERP de la ADA es un servicio de la Asociación Dental Americana para ayudar a los profesionales
de la odontología en la identificación de los proveedores de calidad en formación odontológica continua.
El CERP de la ADA no aprueba ni respalda cursos o instructores individuales, ni tampoco implica la
aceptación de horas de créditos por parte de comités de odontología.
Las preocupaciones o quejas acerca del proveedor de
FC se pueden dirigir al proveedor o al CERP de la ADA en:
http://www.ada.org/prof/ed/ce/cerp/index.asp
Información general
Durante los últimos 120 años, los investigadores en odontología han tratado de entender la naturaleza
microbiana de las enfermedades orales. Su visión de la placa y de los microorganismos que la constituyen
ha cambiado desde una hipótesis de la placa específica a una hipótesis de la placa inespecífica, y de
nuevo a una teoría de patógenos periodontales específicos situados en la placa. Los cambios en la forma
en que se ven la placa y sus microorganismos afectan a las estrategias utilizadas para prevenir y controlar
las enfermedades periodontales. En estos últimos años, los investigadores en odontología han empezado a
ver la placa como una biopelícula. Este cambio en la forma de ver la placa tiene implicaciones importantes
para los futuros esfuerzos en prevención y tratamiento. Este curso aborda las diferentes formas en las que
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los profesionales de la odontología han visto la placa a lo largo de los años, destacando la visión actual de
la misma como una biopelícula y las repercusiones para el tratamiento periodontal.
Objetivos del aprendizaje
Al acabar este curso, el profesional de la odontología debe ser capaz de:
• Establecer una definición de biopelícula.
• Comentar los aspectos positivos y negativos de la formación de biopelículas en la naturaleza. Incluir
ejemplos de cómo las biopelículas resultan ventajosas o perjudiciales.
• Comparar y contrastar los diferentes puntos de vista de la placa bacteriana en tres momentos en el
tiempo: 1880-1930; 1930-1960; y de 1960 hasta la época actual
• Comparar y contrastar el comportamiento de las bacterias que crecen en placas de cultivo con el de las
que crecen en las biopelículas.
• Describir estrategias que se utilizan en la actualidad para controlar la biopelícula oral.
• Enumerar las estrategias que se están considerando para controlar las biopelículas orales.
Contenidos del curso
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que las bacterias específicas que residen en
las placas intraorales son causa necesaria
pero no suficiente de la enfermedad. No está
completamente clara la forma exacta mediante
la que estos microorganismos que habitan en la
placa (Figura 2) causan las enfermedades orales.
La forma en que se ve la placa dental y sus
microorganismos residentes viene determinada
por las herramientas analíticas que se utilizan
para estudiarla. Por lo tanto, esto influye en las
estrategias empleadas para controlar y prevenir
las enfermedades dentales.3 Durante las últimas
dos décadas los nuevos métodos científicos
han cambiado la forma en que se ve la placa
dental, de modo que ahora, los científicos de la
odontología la ven como una biopelícula.1
Introducción
Biopelícula
Cambio del punto de vista de la placa
La placa como una biopelícula
Nuevas fronteras
Resumen
Prueba del curso
Bibliografía
Acerca del autor
Introducción
A pesar de los grandes esfuerzos invertidos por los
profesionales de la salud dental, las infecciones
orales siguen estando muy extendidas.
El adulto medio de los EE. UU. tiene de entre
10 y 17 dientes con caries, ausentes o con rellenos
permanentes.1 La mayoría de la población de los
EE. UU. sufre gingivitis, con una menor proporción
de la población que sufre enfermedad periodontal
entre moderada y grave (Figura 1).2
Biopelícula
Una biopelícula es una comunidad de
microorganismos bien organizada y cooperativa.4,5
La capa fangosa que se forma sobre las rocas de
los arroyos es un ejemplo clásico de biopelícula
(Figura 3a). También lo es la placa que se forma
Hay un reconocimiento universal de que estas
infecciones orales son multifactoriales, de modo
Figura 2. Microorganismos que habitan en
la placa Microorganismos orales de la placa
dental mostrando la estructura típica en
«mazorca de maíz» de las bacterias.
Figura 1. Gingivitis
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en la cavidad oral. Las biopelículas están en todas
partes en la naturaleza. Se forman en medios
líquidos. Se calcula que más del 95 por ciento de
las bacterias existentes en la naturaleza están en
biopelículas5 Algunas veces las biopelículas se ven
de forma positiva, como su uso para la detoxificación
de las aguas residuales y del alcantarillado. Con
mayor frecuencia, las biopelículas representan un
desafío para los seres humanos.3,5
Las biopelículas también se pueden encontrar
revistiendo los oleoductos, tanques de peces,
catéteres permanentes, implantes internos, lentes de
contacto y prótesis (Figura 3b). Las biopelículas son
responsables de la mayoría de las infecciones de
los humanos.6 Ocasionalmente, las biopelículas son
mortales. La legionelosis que mató a 29 personas
en Filadelfia en 1976 se atribuyó en última instancia
a las bacterias de la biopelícula del sistema de aire
acondicionado. Cada año se gastan millones de
euros trabajando para controlar estas biopelículas.3,7
Algunas veces las biopelículas se ven de forma
positiva, como su uso para la detoxificación de las
aguas residuales y del alcantarillado. Con mayor
frecuencia, las biopelículas representan un desafío
para los seres humanos.3,5 La capa fangosa que se
forma en los conductos de agua de las consultas
de odontología son un ejemplo conocido para la
mayoría de los profesionales de la odontología.
Cambio de la forma en que se ve la placa
En 1996, el Instituto Nacional de Investigación
Dental y Craneofacial (NIDCR) organizó una
conferencia internacional sobre ecología microbiana.
Esta reunión centró su atención en una nueva
forma de ver la placa como una biopelícula. La
conferencia puso de manifiesto la importancia de
este cambio en el pensamiento acerca de la placa
dental y su función en las enfermedades orales.1
Esta no es la primera vez en la historia en la que
los profesionales de la odontología han cambiado
su forma de pensar acerca de la placa. Durante los
últimos 120 años, la forma de ver la placa dental ha
sufrido diversos cambios.
El periodo comprendido entre 1880 y 1930 se
denominó la "edad de oro de la microbiología"
(Figura 4).8 Durante este periodo, se identificaron
los patógenos que causaban muchas infecciones
sistémicas de relevancia médica. Los investigadores
también buscaron una causa única y específica
de las enfermedades orales. Asumiendo que la
placa contenía el microorganismo que ocasionaba
la enfermedad periodontal, los científicos de la
odontología estudiaron la placa en busca del agente
causante. Utilizando las técnicas disponibles en
aquel momento (montajes húmedos o microscopía
de frotis teñidos), los científicos identificaron cuatro
grupos diferentes de agentes etiológicos potenciales
para las enfermedades periodontales. Se aislaron
Figura 3a. Formación de biopelícula en la
superficie de la roca
Figura 3b. Biopelícula hallada en el
equipamiento dental
Patógenos específicos identificados para
varias enfermedades
Hipótesis de la placa
inespecífica
Hipótesis de la placa específica
Empieza la búsqueda de patógenos
orales en la placa
Enfermedades ligadas a
defectos constitutivos
Tratamiento orientado al agente
causante
BIOPELÍCULA
Biopelícula
La Edad de Oro
Control
de la microbiología
de la placa
Figura 4. Cambio en los puntos de vista de la placa y de las enfermedades periodontales
(1880 - 1930).
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Patógenos específicos identificados para
varias enfermedades
Hipótesis de la placa
inespecífica
Hipótesis de la placa específica
Empieza la búsqueda de patógenos
orales en la placa
Enfermedades ligadas a
defectos constitutivos
Tratamiento orientado al agente
causante
BIOPELÍCULA
Biopelícula
La Edad de Oro
Control
de la microbiología
de la placa
Figura 5. Cambio en los puntos de vista de la placa y de las enfermedades periodontales
(1930 - 1960).
Patógenos específicos identificados para
varias enfermedades
Hipótesis de la placa
inespecífica
Hipótesis de la placa específica
Empieza la búsqueda de patógenos
orales en la placa
Enfermedades ligadas a
defectos constitutivos
Tratamiento orientado al agente
causante
BIOPELÍCULA
Biopelícula
Control
La Edad de Oro
de la placa
de la microbiología
Figura 6. Cambio en los puntos de vista de la placa y de las enfermedades periodontales
(1960 - 2000).
amebas, espiroquetas, fusiformes y estreptococos
de pacientes con enfermedades periodontales y,
por tanto, se sugirieron como posibles etiologías.
Los tratamientos periodontales de aquella época
variaban de acuerdo con los agentes causantes
de los que se sospechaba e incluían tintes,
la administración sistémica de preparaciones
antimicrobianas que contenían arsénico, la
inyección intramuscular de mercurio, así como
9
vacunas.
La década de 1930 marcó el comienzo de una
forma distinta de ver la función de la placa y
de sus microorganismos en la etiología de la
enfermedad periodontal (Figura 5). Los científicos
de la odontología creían que la enfermedad
periodontal estaba ligada a algún defecto
constitutivo del individuo.9 También se creía que
los irritantes mecánicos, como los Sarros, y las
restauraciones sobresalientes, desempeñaban
un papel importante en la patogénesis de la
enfermedad periodontal.10
Figura 7. Imagen de microscopía electrónica de
barrido (SEM) de la placa dental madura humana,
demostrando la formación de las mazorcas de maíz.
Barra = 10 micras a 2.020 aumentos del original.
Imagen por cortesía del Dr. Charles Cobb. Universidad
de la Ciudad de Missouri-Kansas
de la placa se veía como esencial para limitar la
producción de irritantes gingivales que conducían
a la inflamación y a la destrucción perdiodontal.11
La identificación de microorganismos específicos
no era importante. El control riguroso de la placa
era importante, y se convirtió en el centro del
tratamiento periodontal.
La creencia de que había un solo agente
microbiano que ocasionaba la enfermedad
periodontal se sustituyó por teorías de la placa
inespecífica.9 La hipótesis de la placa inespecífica
sostenía que, en lugar de bacterias específicas,
toda la flora bacteriana de la placa desempeñaba
un papel en la destrucción periodontal. Toda la
placa se veía como placa mala. Además, más
placa significaba más enfermedad. El control
La década de 1960 marcó un regreso a las
hipótesis de la placa específica (Figura 6).
Los investigadores tuvieron éxito al demostrar que
la enfermedad periodontal se podía transmitir entre
hámsters.12 El microscopio electrónico confirmó
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organisms, and the large number of possible
periodontal pathogens that may be found and
cultivated from a periodontal pocket. La toma de
muestras es más complicada debido al hecho
de que las cavidades periodontales contienen
no solo patógenos, sino también especies
oportunistas. Otras dificultades en la localización
de los patógenos periodontales están relacionadas
con la naturaleza de las propias enfermedades
periodontales. En primer lugar, la enfermedad
periodontal no es una sola enfermedad, sino un
conjunto de diferentes enfermedades. En segundo
lugar, estas enfermedades producen periodos
de actividad e inactividad de la enfermedad
y variaciones en la actividad de la misma en
puntos diferentes en un mismo individuo. Una
dificultad final en la identificación de patógenos
periodontales específicos es la variación en la
16
respuesta individual del huésped.
que había espiroquetas en el tejido conectivo y
epitelial de los pacientes con gingivitis ulcerativa
necrosante aguda en comparación con los
controles sanos.13 Creyendo que había diferencias
en la placa producida por diferentes especies, los
científicos volvieron de nuevo a la búsqueda de
un patógeno periodontal microbiano específico y
del tratamiento dirigido al agente causal.9
A pesar de estos retos, los investigadores
actuales siguen estando de acuerdo en
que las enfermedades periodontales son
infecciones causadas por patógenos específicos.
Recientemente, la atención se ha fijado en
Tannerella forsythensis (anteriormente conocida
como Bacteroides forsythus), así como en
Porphyromonas gingivalis y Actinobacillus
actinomycetemcomitans como principales
patógenos en la mayoría de las infecciones
periodontales con una evidencia moderada
vinculando a otro subconjunto de microorganismos
(C. rectus, E. nodatum, F. nucleatum, P.
intermedia/nigrescens, P. micros, S. intermedium
y T. denticola) como posibles patógenos.14,17 Los
investigadores están trabajando para desarrollar
pruebas diagnósticas para la detección y
tratamientos diseñados para atacar a los patógenos
periodontales. Se ha propuesto la administración
Los métodos más novedosos de análisis
microbiológico, tales como la microscopía de
campo oscuro, la microscopía electrónica de
transmisión, la microscopía electrónica de
barrido, las pruebas de ADN, la hidrólisis BANA y
el inmunoensayo, ayudaron en la búsqueda.14
Since that time, scientists have continued to
search for the specific etiologic agent with mixed
success. Haffajee and Socransky15 have detailed
the reasons for the difficulties in pinpointing
specific pathologic agents. Some of these
difficulties are related to microbial sampling and
culturing and include: obtaining a sample from a
periodontal pocket, the difficulty cultivating some
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Figura 8. Representación artística de la biopelícula de la placa
La placa como una biopelícula
Con anterioridad, las bacterias se habían
estudiado a medida que crecían en colonias
sobre las placas de cultivo del laboratorio. Una
microscopía más nueva y sofisticada, tal como
el láser confocal de barrido y la microscopía de
excitación de dos fotones, ha permitido examinar
5,19
las biopelículas en sus estados naturales.
Los microorganismos de la biopelícula se
comportan de forma diferente a las bacterias en
un medio de cultivo (véase la Tabla 1).
Figura 9. Canales de líquido
Vistas a través de un microscopio, las bacterias
de una biopelícula no se distribuyen de manera
uniforme. Están agrupadas en microcolonias
rodeadas por una matriz intermicrobiana
envolvente (Figura 8). La matriz de la biopelícula
está atravesada por canales de líquido que
conducen el flujo de nutrientes, productos de
desecho, enzimas, metabolitos y oxígeno. Las
microcolonias del interior de la biopelícula tienen
microambientes con diferentes valores de pH,
disponibilidad de nutrientes y concentraciones
de oxígeno (Figura 9). Las bacterias de una
biopelícula se comunican entre ellas mediante
el envío de señales químicas (Figura 10). Estas
señales químicas provocan que las bacterias
produzcan proteínas y enzimas potencialmente
dañinas, factores de virulencia que ayudan a
que la biopelícula intraoral eluda los sistemas de
defensa del huésped.5,6
Figura 10. Las bacterias de la biopelícula
se comunican mediante el envío de
señales químicas.
de antibióticos sistémicos, como la amoxicilina,
metronidazol, tetraciclina, doxiciclina y Augmentine.15
También se ha introducido la administración
local de agentes antimicrobianos (fibras de
tetraciclina, metronidazol y geles de minociclina,
chips de clorhexidina y polímero de doxiciclina).18
Al tiempo que estos enfoques han mejorado
nuestra capacidad para tratar las enfermedades
periodontales, siguen aún sin poder proporcionar un
éxito uniforme. El hecho de ver la placa como una
biopelícula promete ayudar en el esfuerzo de tratar
de forma eficaz la enfermedad periodontal.
Nuestros intentos anteriores de predecir y
controlar las enfermedades periodontales se han
basado en el funcionamiento de las bacterias
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cultivadas en condiciones de laboratorio.1,5
Una mayor comprensión de las biopelículas
ha supuesto grandes diferencias entre el
comportamiento bacteriano en cultivo en el
laboratorio y en sus ecosistemas naturales.
Por ejemplo, las bacterias de la biopelícula
producen compuestos en el interior de esta que
no producen cuando se las cultiva. Por otro
lado, la matriz de la biopelícula que rodea las
microcolonias sirve como barrera protectora.
Esto ayuda a explicar por qué los agentes
antimicrobianos administrados de forma sistémica
y local no siempre han demostrado tener éxito,
incluso cuando se dirigían a microorganismos
específicos. Un investigador ha estimado que
puede ser necesario tomar 1.000 veces más
la cantidad del fármaco para matar a un
microorganismo de la biopelícula que para matar
al mismo microorganismo en un entorno de
flotación libre o planctónico.20 La matriz protectora
de la biopelícula también ayuda a explicar por qué
el control mecánico de la placa y la higiene oral
personal han seguido siendo una parte integrante
del tratamiento periodontal.17,21 Las biopelículas
se pueden eliminar por medios mecánicos. Sin
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embargo, se empiezan a formar inmediatamente,
de modo que la investigación sigue en busca de
formas de combatir las biopelículas.
para la biopelícula subgingival, el control del FCG
se puede emplear en el futuro para controlar la
biopelícula subgingival. La utilización de agentes
antiinflamatorios no solo puede ayudar a inhibir las
rutas destructivas del huésped, sino que también
puede reducir el aporte de nutrientes del FCG para
la comunidad de la biopelícula. En la actualidad,
el NIDCR está apoyando la investigación en esta
área con el objetivo de crear nuevos tratamientos
para el futuro.1
Nuevas fronteras
Los investigadores especializados en odontología
están buscando nuevas tecnologías para
combatir la biopelícula. Un enfoque es interferir
en la señalización entre las bacterias de la
biopelícula de modo que no se puedan comunicar
entre ellas. Otra táctica es imitar las defensas
naturales desarrolladas por las criaturas del
océano, como las ballenas y los delfines, que
no acumulan biopelículas bacterianas.5 Los
investigadores de la odontología también están
buscando nuevas estrategias para controlar las
biopelículas orales1,22 (ver Tabla 2).
Resumen
Durante los últimos 120 años, los investigadores
del área de la odontología han tratado de
entender la naturaleza microbiana de las
enfermedades orales. La visión de la placa y de
sus microorganismos constituyentes ha cambiado
desde una hipótesis de la placa específica a
una hipótesis de la placa inespecífica, y de
nuevo a una teoría de patógenos periodontales
específicos situados en la placa.Recientemente,
los investigadores del área de la odontología han
empezado a ver la placa como una biopelícula.
La naturaleza de una biopelícula ayuda a explicar
por qué las enfermedades periodontales han
sido tan difíciles de prevenir y tratar. Una mejor
comprensión de la biopelícula conducirá a
nuevas estrategias para el tratamiento de estas
enfermedades generalizadas.
La variación de la concentración de oxígeno, el
pH y la disponibilidad de nutrientes en la placa
se ha visto que modula la microflora de la misma
biopelícula y puede resultar útil.
Por ejemplo, los patógenos periodontales
necesitan un potencial redox bajo para su
crecimiento. Añadir un agente redox, como el azul
de metileno, a las cavidades periodontales ha
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mostrado inhibir el crecimiento de P. Gingivalis.
Puesto que el aumento en el flujo crevicular
gingival (FCG) incrementa el aporte de nutrientes
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Para recibir créditos de formación continua por este curso, debe realizar la siguiente prueba en línea.
Vaya a www.dentalcare.es y encuentre este curso en la sección de formación continua.
Vista preliminar de la prueba del curso
1.
Una biopelícula es _______________.
a. un conjunto disperso de bacterias que flotan libremente
b. un conjunto calcificado de bacterias que no se puede eliminar con facilidad
c. una película translúcida y homogénea de células que cubre las superficies húmedas
d. una comunidad bien organizada y cooperativa de microorganismos
2.
Un uso positivo de la biopelícula es _______________.
a. detoxificación de los productos de desecho de origen humano
b. recubrimiento de catéteres permanentes
c. revestimiento de acuarios
d. capa de los conductos de agua de los centros odontológicos
3.
La hipótesis de la placa específica soportaría la siguiente creencia:
a. «Cuanta más placa hay, más enfermedad».
b. «Todas las bacterias situadas en la placa contribuyen a la gingivitis y a la periodontitis».
c. «El Sarro juega un papel importante en la causa de la periodontitis».
d. «La presencia de la placa bacteriana es necesaria para desarrollar la enfermedad periodontal,
pero no es suficiente para asegurar la enfermedad».
4.
En la actualidad los investigadores creen que todas las bacterias siguientes juegan un
papel como patógenos periodontales EXCEPTO:
a. T. pallidum
b. P. gingivalis
c. A. actinomycetemcomitans
d. B. forsythus
5.
Los científicos han tenido dificultades para identificar los patógenos periodontales
específicos debido a que _______________.
a. las cavidades periodontales contienen tanto patógenos como no patógenos
b. las diferentes bacterias de las cavidades periodontales requieren diferentes medios de cultivo
c. la enfermedad periodontal pasa por periodos de actividad y de quiescencia
d. Todas las anteriores.
6.
Para estudiar las biopelículas, los científicos han utilizado las técnicas de microscopía más
modernas, tales como _______________.
a. microscopía de montaje húmedo
b. microscopía electrónica de barrido
c. microscopía confocal láser de barrido
d. microscopía del frotis
7.
¿Cuál de las siguientes características es típica de las bacterias de una biopelícula?
a. Las bacterias se comunican entre ellas mediante el envío de señales químicas.
b. Las bacterias se dispersan por la placa de un modo más o menos uniforme.
c. El ambiente que rodea a las bacterias está formado por el mismo valor de pH o por valores
similares.
d. Las bacterias existen en forma aislada unas de otras.
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8.
Dada la naturaleza de las bacterias de la biopelícula, ¿qué técnicas pueden ser útiles en el
control de las biopelículas orales?
a. Evitar que las bacterias se comuniquen entre sí.
b. Evitar el flujo de líquido entre las microcolonias de las bacterias de una biopelícula.
c. Cambiar la concentración de oxígeno con los microambientes de la biopelícula.
d. Todas las anteriores.
9.
¿Cómo puede la formación de la biopelícula subgingival proteger a los agentes patógenos
periodontales de la administración local de agentes antimicrobianos?
a. La biopelícula evita que el agente antimicrobiano penetre en la cavidad periodontal.
b. La matriz de la biopelícula sirve como barrera protectora.
c. Los canales de líquido de la biopelícula dirigen al agente antimicrobiano hacia el exterior de la
cavidad.
d. La biopelícula cambia el pH del agente antimicrobiano y lo inactiva.
10. Las posibles nuevas estrategias para controlar las biopelículas orales incluyen todas las
siguientes EXCEPTO:
a. Control de las fuentes de alimento de la biopelícula.
b. Alteración del pH del interior de las microcolonias de la biopelícula.
c. Variación de la concentración de oxígeno dentro de la biopelícula.
d. Adición de antibióticos sistémicos.
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Acerca del Autor
Pamela R. Overman, doctora en Pedagogía e higienista dental registrada
La Dra. Overman es decana asociada de Asuntos Académicos en la Facultad de
Odontología de la Universidad de la Ciudad de Missouri-Kansas (UMKC).
Su experiencia docente incluye la formación en salud oral y en la promoción de la
salud, métodos educativos para el facultativo profesional de la salud y la toma de
decisiones basadas en las evidencias. Actualmente es profesora de Métodos de toma
de decisiones basadas en las evidencias a estudiantes de tercer curso de Odontología
y de Comunicación intercultural a estudiantes de primer curso de Odontología.
Sus responsabilidades administrativas incluyen el desarrollo del facultativo. Aporta al
programa una gran experiencia en ayudar a los médicos a realizar la transición a sus funciones como
nuevo facultativo. La Dra. Overman se graduó en Higiene Dental en la Facultad de Odontología de
la UMKC, obtuvo su título de máster en la Facultad de Estudios de Posgrado de la UMKC, y en 2001
se doctoró en Política Educativa y Liderazgo en la Universidad de Kansas. Su servicio profesional
ha incluido numerosos cargos de liderazgo nacional, incluyendo la presidencia de los Directores de
Higiene Dental Nacional de la ADEA (Asociación Educativa Dental Americana), la presidencia del
Consejo de Directores del Programa Aliados de la ADEA, y del Comisionado de Acreditación Dental de
la Asociación Americana de Higienistas Dentales. Actualmente es presidenta electa de la Sección de
Asuntos Académicos de la ADEA, así como revisora de las revistas Journal of Contemporary Dental
Practice, Journal of Dental Education y Journal of Dental Hygiene.
Correo electrónico: overmanp@umkc.edu
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Oral-B en el curso de formación continua de dentalcare.es, revisado a 23 de septiembre de 2010
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