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Historia de la
Odontología
Introducción
Estimado Dr. / Dra.
L
a historia y el desarrollo del hombre, su capacidad para descubrir y crear nos sorprende permanentemente, nuevos caminos, nuevos paradigmas, aparentemente una vez más estamos en la
antesala de un salto cuántico en lo que se refiere a la aplicación del conocimiento científico.
De la mano de la nanotecnología en este número queremos abordar la historia, presente y futuro de la
nano-odontología, su impacto en la profesión odontológica y en nuestras vidas como testigos presenciales
de uno de los aparentes grandes avances de la humanidad.
Cordialmente,
Gador S.A.
El contenido de esta publicación se presenta como un servicio a la profesión odontológica, reflejando las opiniones, conclusiones o hallazgos propios de los autores incluidos en la publicación.
Dichas opiniones, conclusiones o hallazgos no son necesariamente los de Laboratorios Gador, ni los de ninguna de sus afiliadas, por lo que Laboratorios Gador no asume ninguna responsabilidad de la inclusión de las mismas en dicha publicación.
© RTM S.A. - Catamarca 1950 - Martínez - Buenos Aires - Argentina
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Antecedentes
L
crómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas.
Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros.
“Nano” se deriva de la palabra griega que significa
“enano”, la nanotecnología manipula la materia en
medidas de millonésimas de milímetro o nanómetros.
Para ponerlo en perspectiva, el tamaño de un átomo
de hidrógeno es de 0,1 a 0,2 nm y de una pequeña
bacteria mide aproximadamente 1000 nm.
a evolución del hombre trae consigo, nuevas visiones, nuevos caminos y nuevos horizontes. La
nueva época es testigo de quienes con su arduo
trabajo y conocimiento en el siglo pasado logran que
sus conceptos e ideas florezcan en el siglo siguiente.
Como algunos ejemplos de visionarios con aportes
inimaginables a la humanidad, podemos mencionar a
Anton Van Leenwenhoek (1632-1723) quien con su
ingenio y trabajo, fabrica con lentes de aumento el primer microscopio en 1683 abriendo la posibilidad de
observar formas de vida nunca vistas y con ello brindar la posibilidad a futuro para los aportes de Louis
Pasteur (1822-1825) y Rober Koch (1845-1910) hasta
las recientes vistas ultraestructurales de una célula o los
potentes microscopios de barrido que han sido la base
de la nanociencia y la nanotecnología.
El 29 de diciembre de 1959 por primera vez se introdujeron los principios de nanotecnología, de la mano
del físico Richard P Feynman, en el marco de la reunión anual de la Sociedad Americana de Física, este día
Los profesionales en odontología serán los protagonistas del futuro inmediato y responsables del futuro
lejano, la odontología evolucionará de la mano del conocimiento científico, la odontología basada en la evidencia es la nueva guía profesional que ha reemplazado
a las acciones empíricas o anecdóticas, la odontología
del nuevo siglo es la ciencia de conservar, de proteger y
de prevenir a los pacientes.
Inicios de la nanotecnología
L
a nanotecnología es un campo de las ciencias
aplicadas dedicado al control y manipulación
de la materia a una escala menor que un mi-
Richard P Feynman
1
Feynman le habló al mundo a escala molecular y atómica. Expresó en la conferencia que nada en las leyes
conocidas de la Física impedía que se pudiera escribir
la Enciclopedia Británica en un punto bien pequeño,
construir una maquinaria de tamaño molecular o fabricar herramientas de cirugía capaces de introducirse
en el cuerpo del paciente y operar desde el interior de
sus tejidos. Lo que planteaba ese día eran las posibilidades inmensas de los procesos de miniaturización que
por esa época se comenzaban a utilizar en el área electrónica y se proponía continuar con este proceso hasta
el límite atómico, algo que teóricamente era absolutamente posible.
william mclellan y richard feynman
Feynman estaba consciente de que al explorar aquellas dimensiones diminutas de la materia (nanómetros)
aparecerían nuevas leyes y conceptos y que para experimentarlas sería preciso inventar nuevas herramientas.
artesano meticuloso y logró su obra utilizando herramientas convencionales. El segundo, consistía en escribir la página completa de un libro a escala de 1/25,000,
que es la reducción necesaria para escribir en la cabeza
de un alfiler el equivalente a la Enciclopedia Británica,
unos 40 millones de palabras. Cumplir con el segundo
reto requirió del transcurso de más de 25 años, cuando
un estudiante de posgrado de la Universidad de Stanford, Tom Newman, escribió la primera página de un
cuento de Charles Dickens, (Un cuento de dos ciudades) esta vez sí desarrollando y utilizando una nueva
tecnología, los rayos de electrones para microlitografía
(Foresight Institute, 2009), y de esta manera se hace
acreedor del segundo premio Feynman.
Feynman estaba en lo cierto, pero fue hasta 1981, en
que los físicos alemanes, Heinrich Rohrer y Gerd Binnig (Premios Nobel de Física 1986 ), consiguieron hacer funcionar por primera vez un instrumento capaz
de “ver” átomos. Lo llamaron Microscopio de Efecto
Túnel (STM), este instrumento permitió abrir el sueño
de Feynman y ver su contenido.
En la reunión, Feynman concluyó su charla con dos
desafíos, y ofreció un premio de 1000 dólares para los
primeros individuos que resolvieran cada uno de ellos.
El primer reto consistió en la construcción de un pequeño motor, que, para sorpresa de Feynman, se logró
en noviembre de 1960 por William McLellan (19242011) este motor de 2.000 rpm y de 250 microgramos
constaba de 13 partes por separado, McLellan era un
Investigadores de la Sociedad Americana afirman que
lo soñado por Feyman era exacto, pues no existe ley
de la Física que impida hacer con átomos individuales
estructuras artificiales. También plantean que no solo
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Nanorobots
es posible lograr los ejemplos que aquel día planteó
Feyman como el de la escritura de la Enciclopedia Británica en un punto diminuto, sino que hay muchos
aportes más y de gran valor conceptual.
Marco científico
L
os avances en la odontología, impulsados​​
por años de investigación, han hecho procedimientos dentales menos dolorosos, más
rápidos, fiables, eficaces y seguros. Las tecnologías
innovadoras tales como la odontología digital, láser,
odontología cosmética, implantes, la nanotecnología
y los nanorobots han tenido un impacto significativo
en el equipo dental y la eficiencia del personal dental.
La nanotecnología, en particular, se ha convertido en
una prometedora área de interés en la odontología,
debido a la variedad de nuevas opciones de tratamiento que ofrece. La nano-odontología hará posible
el mantenimiento de la salud oral casi perfecta y las
tendencias de salud oral van a cambiar el énfasis en
las modalidades de diagnóstico y tratamiento específicos.
Los nanorobots son robots a nano escala; del mismo
modo que los robots ensamblan automóviles en fábricas de un conjunto de piezas predefinidas, los nanorobots reunirán piezas de bloques de construcción
atómicas y moleculares.
Los nanorobots ejercen un control preciso sobre la materia; actualmente podemos ver sólo ciertos cristales
casi perfectos en patrones muy simples. Estos robots
nos permitirán construir tales cristales, molécula por
molécula, como estructuras atómicas increíblemente
finas, siguiendo un plan detallado. Así como el montaje de cualquier objeto de tamaño tangible, visto desde
esta manera puede parecer un proceso lento y tedioso; sin embargo, miles de millones de nanodispositivos que trabajan juntos en el mismo objeto acortan el
tiempo requerido aportando efectividad.
La Odontología se enfrenta a una gran revolución en
el marco de la nanotecnología que consiste en el uso
de los nanomateriales y biotecnología (incluyendo
la ingeniería de tejidos). La nano-odontología hará
posible el mantenimiento de la salud oral integral.
La nanotecnología comenzó su desarrollo en el siglo
pasado, aún estamos en las primeras etapas de investigación y no logramos entender integramente el comportamiento y las diferentes propiedades de los materiales en unas escalas tan diminutas como nanoscales.
Motor de Mclellan comparado con el ala de un insecto
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Aplicaciones en odontología
E
n un futuro no muy lejano (10 a 20 años) la
construcción de nanorobots dentales de tamaño milimétrico podrán ser controlados a través de nanocomputadoras las cuales a partir de señales
acústicas harán que estos robots ejecuten instrucciones
pre programadas dando respuesta a la solicitud inicial.
Estos nanorobots serán capaces de llevar a cabo una
gran variedad de funciones.
La inducción de la anestesia
Con la creación de una suspensión coloidal que contenga millones de “partículas” activas, las cuales funcionan
como analgésicos incluirán nanorobots dentales, en un
tamaño de micrómetros que se instalarán en la encía
del paciente. Después de contactar con la superficie de
la corona o de la mucosa, los nanorobots alcanzarán la
dentina y finalmente la pulpa; allí realizarán una migración al surco gingival pasando sin dolor a través de la
lámina propia y los túbulos dentinarios. Una vez instalado en la pulpa, los robots pueden ser comandados
por el odontólogo para desconectar toda la sensibilidad
en cualquier diente particular que requiera tratamiento.
Resinas compuestas
Higiene Oral y halitosis
Con la creación de dentifro-robots configurados correctamente podrán identificar y destruir las bacterias patógenas que residan en la placa oral y en otros
lugares, al tiempo que se permitirá la supervivencia
a los más o menos 500 especies de microflora oral
inofensiva para prosperar en un ecosistema saludable.
Los dentifro-robots también proporcionarán una
barrera continua contra la halitosis ya que la putrefacción bacteriana es un proceso metabólico normal
implicado en el mal olor bucal.
Curar la hipersensibilidad
Los dientes hipersensibles tienen 8 veces mayor
densidad en la superficie de los túbulos dentinarios
y tienen un diámetro dos veces más grande que los
túbulos de dientes no sensibles. Los nanorobots dentales podrían seleccionar y precisar la oclusión de los
túbulos en minutos, ofreciendo a los pacientes una
cura rápida y permanente.
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Ingeniería de tejidos
periodontales
ron fabricadas fibras de sílice y fusionadas a escala
nanométrica, estas forman una resina compuesta
aproximadamente el doble de fuerte que la actual
disponible.
Los conceptos de la ingeniería de tejidos para la regeneración periodontal están enfocados en la utilización de plataformas sintéticas con el propósito
de suministrar células. Nanosistemas no biológicos autoensamblantes se someterán a formaciones
pre-especificadas automáticamente, en línea con los
sistemas biológicos conocidos asociados con células
y tejidos.
Curación de Heridas.
Nucryst (Wakefield, USA) creó un material (cobertura) que cura las heridas y se utiliza por lo general en hospitales especializados en el tratamiento
de quemaduras en los Estados Unidos. La cobertura
contiene plata nanocristalizada que impide el crecimiento de 150 tipos de hongos y bacterias, inclusive
algunas bacterias resistentes a antibióticos. Mientras,
otra compañía colocó nanopartículas en un material
plástico para que sea biocida. Esto puede ser útil para
los dispositivos que son colocados dentro del cuerpo.
Compuesto de resina base fuerte
Con la nanotecnología el potencial será mayor para
producir restauraciones más fuertes que las realizadas con las resinas compuestas actuales y más efectivas en la prevención secundaria de caries. Fue-
regeneración ósea o ingeniería de tejidos.
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El tratamiento de ortodoncia
Tratamiento personalizado
Nanorobots de ortodoncia podrían manipular en forma directa el tejido periodontal, permitiendo enderezar,
rotar y reposicionar verticalmente los dientes en forma
rápida y sin dolor, en cuestión de minutos a horas.
Los dentistas realizarán exámenes de rutina que incluirán el uso de dispositivos de imágenes de alta
resolución para visualizar mejor la tomografía por
debajo de la superficie de cada diente. Existirán nanomateriales avanzados que proveerán terapias basadas en la biología para promover la remineralización
natural. Los odontólogos poseerán además herramientas predictivas para caracterizar infecciones bacterianas subyacentes y la naturaleza específica de la
respuesta inmune que se desarrollará. Podrán personalizar tratamientos utilizando un sistema de drogas
en nanopartículas que más efectivamente apuntarán
y eliminarán tanto la bacteria como la infección.
Materiales de sustitución ósea
Varios materiales de injerto óseo se encuentran disponibles actualmente en tamaño de nanopartículas. Estos
muestran mejores propiedades que los materiales de tamaño convencional.
Reparación dental
Las técnicas nanodentales para la reparación mayor
de un diente podrían evolucionar en varias etapas
de desarrollo tecnológico, primero utilizando ingeniería genética, ingeniería de tejidos y regeneración
de tejidos, y luego involucrar el crecimiento in vitro
de un nuevo diente completo y su colocación. En el
futuro la terapia de reemplazo dental completo sería
posible en el tiempo de una consulta odontológica
tradicional.
Los dispositivos quirúrgicos
La nueva tecnología permitirá el desarrollo de nuevos instrumentos quirúrgicos, ejemplo de ello es el
cuchillo de cirugía de silicona microestructurada
con láminas de diamante en la punta. El diamante
es un material químicamente rígido, y la silicona es
biocompatible y no magnética. Por lo tanto el cuchillo realiza incisiones más nítidas y con una menor presión de penetración.
Representacion de un nanorobot
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Células
Biomoléculas
Representacion de un nanorobot
Células de
andamiaje
La ingeniería de nanotejidos
evaluar e intentar dar forma a los potenciales efectos
de la nano-odontología. La nanotecnología cambiará la odontología, los cuidados de la salud y la vida
humana más profundamente que muchos avances
del pasado.
La nano-odontología llevará a tratamientos dentales
personalizados eficientes y muy eficaces. Una nueva generación de terapias celulares estará disponible
para la regeneración de tejidos, y las drogas antiinflamatorias y analgésicas se adaptarán para maximizar su eficacia y seguridad.
Los milagros de la nano-odontología imaginados
por dentistas pueden parecer improbables, imposibles o hasta erráticos. Pero, la investigación teórica
y aplicada para convertirlos en realidad esta progresando rápidamente. Sin embargo, como con todas
las tecnologías, la nanotecnología lleva consigo un
significativo potencial para el mal uso y abuso en
una escala y alcance nunca antes visto. Nanodispositivos son invisibles, y poseen capacidades poderosas.
Nanorobotica quirúrgica
Un nanorobot quirúrgico, programado y guiado
por un odontólogo, podría actuar como un cirujano
in situ semi-autónomo dentro del cuerpo humano.
Dicho dispositivo podría realizar diversas funciones
como buscar patologías y luego diagnosticar y corregir lesiones por nanomanipulación, coordinado
con una computadora a bordo mientras mantiene
contacto con un cirujano supervisor vía señales de
ultrasonido codificadas.
Economía
Actualmente los productos de nano-odontología
son costosos. Sin embargo, esto podría no ser un
problema a futuro cuando los nanoproductos sean
fabricados a escala masiva.
El Futuro
Predecir el futuro es un negocio riesgoso. Sin embargo, no es demasiado temprano para considerar,
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Dientes pulidos con nanopartículas de Nano-odontología (derecha) comparado con la superficie de un diente no tratado (izquierda)
para ser utilizados en el descubrimiento y desarrollo
de drogas, descubrimiento de biomarcadores y diagnóstico molecular. Oportunidades de nuevos tratamientos podrían incluir la renaturalización dental,
la cura permanente para la hipersensibilidad, la ortodoncia con completa realineación en una única visita, el esmalte diamantizado unido covalentemente
y el mantenimiento de una salud bucal continua por
medio de dentifrobots mecánicos.
La nanotecnología y especificamente en nuestro
campo la nano-odontología parecen ser áreas de
constante crecimiento en el futuro inmediato. De
esta manera se abrirá un enorme rango de oportunidades de beneficio para el odontólogo y el paciente.
Estos a su vez tienen el potencial de traer beneficios
significativos, como mejorar la salud, mejorar el uso
de recursos naturales y reducir la contaminación
ambiental. El futuro podría realmente traer días de
milagros y maravillas.
Conclusión
Las herramientas de la ciencia moderna han sorprendido, intrigado y deslumbrado nuestra imaginación.
Ellas han mejorado la salud oral y la calidad de vida
de incontables personas y comunidades. Es probable que los nanomateriales y las nanopartículas sean
las bases de dispositivos nanodentales innovadores
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605070 ODO 714-05