Regeneración dental y tejidos

ODONTOLOGIA REGENERATIVA
Residente: Sandra Rada
Ana María Garrido
PROFESOR: Dr. Juan Carlos Munévar

Antecedentes de la regeneración de tejidos. Historia o evolución de la
investigación en regeneración . Sandra Rada
Regeneración y cicatrización en general. Histología, biología celular y
molecular, genética
Desarrollo embrionario y regeneración de tejidos: paralelos & contrastes
Sandra Rada
Biología molecular y celular de la regeneración tisular.
La regeneración en Odontología: énfasis en Periodoncia
Casos clínicos de regeneracion tisular e ingeniería de tejidos.

Aristóteles a Darwin, pasando por Voltaire, estudiaron la
capacidad de las salamandras de regenerar sus miembros

• Esta pérdida se conoce como autotomía y es
causada por la contracción de los músculos
especializados en el sitio de la rotura.
T S OKADA A brief history of regeneration research—For admiring Professor Niazi's discovery of the
effect of vitamin A on regeneration J. Biosci., Vol. 21, Number 3, May 1996, pp 261-271.
Ponencia extremidades cangrejos de río
En la Academia francesa
1712
se regeneran sólo la parte perdida de la
extremidad o en garra

científico suizo
1740.
Corto unas pocas piezas y comprobó que
podía regenerar de su hidra la cabeza y las
patas
Estudio si la criatura era una planta o
animal.
1ros Descubrió que los animales pueden
reproducirse asexualmente.

)
• Animales podría reproducirse (reproducción por el
desarrollo de un óvulo no fertilizado), como fue
predicho por Reaumur.
Científico suizo
Estudio la regeneración en las lombrices de tierra.
1744
La epigénesis estaba vinculada a la teoría
de la generación espontánea y Bonnet se
opuso firmemente a ese punto de vista.
(tanto la reproducción y regeneración son
fenómenos epigenéticos)

)
Estudio la regeneración en vertebrados,
así como invertebrados
1760
1768
ensayo sobre las Reproducciones de
animales
sus experimentos que las salamandras pueden
regenerar sus extremidades, la cola y las
mandíbulas.
Renacuajos de ranas y sapos pueden regenerar la
cola, que los caracoles y babosas pueden regenerar
cabezas y cuernos,
fue el primer científico para llevar a cabo una exitosa
inseminación artificial.

)
Lenhoff, SG y Lenhoff, SM, 1986, en Hydra y el nacimiento Experimental de Biología Experimental - 1744. Boj Press, Pacific Grove,
California. Citando Morfogénesis Bonner por John Tyler, 1952
Premio Nobel
de la genética
Describió dos tipos principales de regeneración.
Morphallaxis se refiere al
tipo de regeneración en el
que perdió las partes del
cuerpo se sustituyen por la
remodelación del tejido.
epimorphosis se refiere a
la regeneración que
requiere la proliferación
celular activa.

Tipos de Reparación Tisular
Se conocen dos procesos
Regeneración Cicatrización
Jaime Arias. Generalidades médico-quirúrgicas

Regeneración
Es el
reemplazo por
células de la
misma estirpe,
de un tejido
desaparecido
por causas
fisiológicas o
patológicas.
Cicatrización
Consiste en la
sustitución de
un tejido
desaparecido
por tejido
conjuntivo.
Producido por
células
distintas a las
del tejido
original.

REPARACION
REGENERACION CICATRIZACION
Dependiendo
del tipo de
tejido afectado
y el tipo de
lesión.
-
- Proliferación celular
- Reconstrucción
casi perfecta
-Reparación
propiamente tal
- Tejido nervioso
permanente

REGENERACION
Lábiles Estables Permanentes
Capacidad de
Regeneración
Toda la vida.
Ej: piel y mucosas
Capacidad latente
Para mitosis y
Proliferación con
Estimulo adecuado.
Ej: hígado y
endometrio
Constantes desde
El nacimiento e
Irremplazables.
Ej: neuronas
Según Capacidad

Regeneración fisiológica
Regeneración y reparación patológica (CURACIÓN)
a) Regeneración de células especializadas
b) Reparación, cicatrización o fibrosis
TEJIDO DE GRANULACIÓN
Evolución de la reparación (curación)
- Curación por primera intención
- Curación por segunda intención
Factores que influyen en la respuesta reparativa
Consecuencias de la reparación tisular anormal
Robbins, S. Cotran, R. Kumar, V. Patología Humana, 7ma Ed. 2005, WB Saunders Philadelphia

Regeneración Fisiológica

Células en división constante
Células de Revestimiento
Medula Ósea
Espermatogonias y Oogonias
Jesús Boya Vegue Atlas de Histología y Organografía Microscópica

Células con capacidad de división facultativa o quiescentes
Hepatocitos

Células no divisibles
Hematíes
Neuronas
Fibras musculares

Mediadores Químicos
•Supervivencia y Proliferación Celular
•Regeneración, Cicatrización y Curación de Heridas
Se unen y activan a sus
receptores en la superficie
celular
La unión Ligando-Receptor
desencadena acontecimientos
intracelulares

FGF
TNF
IL 1
EGF
TGF α
TGF β
PDGF
IFN
Proliferación fibroblástica, quimiotaxis,
activación de neutrófilos y macrófagos;
angiogénesis
http://www.med-estetica.com/Cientifica/Revista/n44/fce.html

Puntos de Verificación
Factores de estimulación del crecimiento: TGF-alfa, epidérmico, citoquinas
Inhibidores del crecimiento: contacto, TGF-beta
o

Células madre:
- Capacidad de autorrenovación y replicación asimétrica.
Células madre embrionarias
Células madre adultas
Células madre hematopoyéticas:
Cel. sanguíneas
Otras células: hepatocitos, neuronas, moblaste cardiacos
Localización:
Médula ósea
Cordón umbilical
Sangre estimulada
Células madre tisulares: nichos

Células Madre
Células madre adultas
Células madre hematopoyéticas
Células madre tisulares: “nichos”
Hígado
Bulbo piloso
Glándulas intestinales
Músculo esquelético: Cel. Satélite

Pérdidas o destrucción de tejido: CICATRIZACIÓN de
heridas
Inflamación: resolución o curación
Resolución y organización de exudados (tejido de
organización): Fibrina, necrosis, trombos

REGENERACIÓN
de células
especializadas
destruidas
REPARACIÓN o
CICATRIZACIÓN:
sustitución por tejido
conjuntivo (FIBROSIS)
Tejido de granulación

Actividad en la cicatrización de
heridas
Factores Implicados
Quimiotaxis de monocitos
Migración de fibroblastos
Proliferación de Fibroblastos
Angiogénesis
Síntesis de colágeno
Secreción de Colágenas
PDGF,FGF,TGF-
PDGF,EGF,FGF,TGF-,TNF,IL1
PDGF,EGF,FGF,TNF
VEGF, Ang, FGF
TGF-, PDGF
PDGF,EGF,FGF,TNF, Inhibe TGF-

Células inflamatorias
Angiogénesis
Tejido de Granulación

Formación de tejido conjuntivo
Tejido de Granulación

TGF-, IL-1, TNF
Formación y depósito de matriz extracelular
Remodelación: colagenasas
Tejido de granulación: NEOFORMACIÓN DE Tej.
CONJUNTIVO

Tejido de granulación: ANGIOGÉNESIS
VGEF
angiopoyetina

a) Regeneración de células especializadas
b) Reparación, cicatrizacion o fibrosis
TEJIDO DE GRANULACIÓN
Evolución de la reparación (curación)
Curación por primera intención
Curación por segunda intención
Factores que influyen en la respuesta reparativa
Consecuencias de la reparación tisular anormal
Regeneración fisiológica

CICATRIZACION
PRIMERA INTENCION SEGUNDA INTENCION
-Pierde poco tejido.
-Poco exudado y restos necróticos.
-Poco tejido de granulación.
-Sustitución rápida de elementos.
-Poca contracción de la herida
-Pierde mas tejido.
-Mas exudado y restos necróticos.
-Gran cantidad de tejido de granulación.
-Sustitución lenta de elementos.
-Cicatriz gruesa y a veces deformada

ETAPAS DE LA CICATRIZACION
PROLIFERACION:
- Se manifiesta por fenómenos de
neovascularización y angiogénesis.
- La proliferación y la migración celular se repiten.
- Producción y depósito de colágeno
por parte de los fibroblastos,
1
2
3
4
HEMOSTASIA:
- Las plaquetas
taponan los vasos
rotos, liberando
citoquinas.
- Infiltración celular.
INFLAMACION:
- Neutrófilos, son los principales
actores de este proceso.
- Participación de monocitos y
linfocitos participan
REMODELACION
- Cambios de coloración y
textura
- Está dado, por un balance
entre la síntesis y la lisis del
colágeno.

Fases de curación de la herida

Exudado
(sangre, fibrina, necrosis)
Inicio regeneración
Cel. especializadas
Migración de Neutrófilos
1º día: FASE EXUDATIVA
Hupp, J.R.

3º día: Inicio de la fase proliferativa
Comienzo de formación TEJIDO GRANULACIÓN
Macrófagos
INICIO
Angiogénesis

5º - 7º día: FASE PROLIFERATIVA: tej granulación, fibrosis regeneración
Regeneración Epitelial
Tejido de granulación
Macrófagos
Fibroblastos
Síntesis tej. conjuntivo
Neovascularización

2ª semana: FASE de MADURACIÓN o de formación de CICATRIZ
Regeneración epitelial completa
Proliferación de
fibroblastos
Acumulo de colágeno
Desaparición de Cel
inflamatorias
Vascularización normal

Epidermis
Tej. Conjuntivo
Diferenciado
1º mes:

Reacción Inflamatoria
Intensa

Mayor Cantidad de
tejidos de granulación

Retracción de la herida
Miofibroblastos

• Nutrición
• Estado inmunológico
• Niveles de leucocitos
circulantes
• Factores hormonales:
diabetes mellitus,
glucocorticoides
Generales
• Infección
• Factores mecánicos
• Cuerpos extraños
• Tamaño,
localización...
Locales:
Hupp, J.R. Cirugía oral y maxilofacial contemporánea, 5a ed. ©2009

LESIÓN
Respuesta vascular y celular
Exudación inflamatoria aguda
Destrucción rápida del estímulo Destrucción lenta del estímulo
Necrosis celular mínima o nula
Desaparición del exudado
Organización del exudado
Recuperación estructura normal
CICATRIZACIÓN

LESIÓN
Respuesta vascular y celular
Exudación inflamatoria aguda
Destrucción rápida del estímulo Destrucción lenta del estímulo
Necrosis celular
Tej con cel divisibles
Tej con cel permanentes
CICATRIZACIÓN
Estructura intacta Estructura destruida
Regeneración
Recuperación estructura normal
CICATRIZACIÓN

La ingeniería tisular es una emergente multidisciplinaria, es una campo que
aplica los principios de la ingeniería, la vida y la ciencia para el desarrollo de
sustitutos biológicos que pueden restaurar, mantener o mejorar la función tisular
Los tejidos de interés en la regeneración endodoncia serán:
Dentina, pulpa, cemento y los tejidos periododntales
Los elementos clave para la ingeniería de tejidos son las células madres,
factores de crecimiento y matriz extracelular
Saber Sel-D. Tissue engineering in endodontics. J Oral Sci. 2009 Dec;51(4):495-507.

Tipos de células madres
Saber Sel-D. Tissue engineering in endodontics. J Oral Sci. 2009 Dec;51(4):495-507. Review.
Células madres embrionarias
Blastocito célula madre embrionaria
Células madres fetales
Células madres del cordón umbilical
Células Madres adultas

Células Progenitoras
Las células madres de células generan tipos
intermedios antes de alcanzar su estado
completamente diferenciado
El intermedio de célula que se conoce como un
precursor de las células progenitoras
Las células indiferenciadas se consideran células
progenitoras hasta la multidiferenciación de los
tejidos propiedades de renovación se convierten
en celulas madres

Células Madres de la pulpa dental (DPSCs )
Gronthoset al. en 2000
Aislaron por primera vez en base a su capacidad de ataque para regenerar
una pasta similar al complejo dentino pulpar compuesto por una matriz de
túbulos revestidos con odontoblasto, fibroso similar al tejido que contiene los
vasos sanguíneos de forma similar al complejo dentino pulpar que se encuentra
en dientes humanos normales

Aislaron una subpoblación seleccionada de DPSCs
conocido como estromales ósea productoras de
pulpa dental Las células madre (SBP-DPSCs).
Células multipotenciales que fueron capaces de dar lugar
a una variedad de tipos de células y tejidos, incluyendo
los osteoblastos, adipocitos, y los melanocitos, así como
de células progenitoras neurales (neuronas y células
gliales), Inician su origen en la cresta neural
Laíno et al.

Varios estudios de DPSCs han demostrado que son
células multipotentes del estroma que proliferan
ampliamente, puede ser criopreservados con
seguridad, son aplicables varias como andamios,
tienen una vida útil larga, posee propiedades
inmunosupresoras, y son capaces de la formación
de tejidos mineralizados similares a la dentina

Paakkonen et al.
Demostraron que DPSCs tienen un patrón de expresión génica en nuestro
medio similar a la de adultos y por lo tanto un valor humano, la línea celular
derivada de los estudios in vitro de los odontoblastos.

Takeda et al.
hDPSCs caracteriza aislada de los gérmenes de dientes en la corona-finalizado la
etapa y encontró que estas células proliferan y había un potencial de generar una
matriz de la dentina in vivo. Sin embargo, estas características se perdieron en el a
largo plazo, con un cambio en su perfil de expresión génica
Abe et al
Han descrito las células de la pulpa apical derivadas (APDCs) presentes
en los dientes humanos con ápices inmaduros, y sugirió que son una
eficaz fuente de células para la regeneración de los tejidos duros.

Se aislaron por primera ves en el 2003 por Miura y colaboradores
Quien confirmo que eran capaces de diferenciarse en una gran
variedad de tipos celulares que en su mayor medida es DPSC
Incluidas las células neurales, Adipocitos, similar a los osteoblastos,
como células del odontoblasto
Principal función de estas células es la formación de tejidos
mineralizados que puede utilizada para la reconstrucción ósea
orofacial

SHEEDS
El uso de SHED Derramada por la ingeniería de tejidos
podría ser más ventajoso que el de las células madre de
adultos en dientes humanos
fueron informa que tiene un mayor índice de
proliferación que las células madre, en dientes
permanentes
Por lo tanto, son ideales para los pacientes jóvenes en
etapa de dentición mixta que han sufrido necrosis pulpar
en los dientes permanentes inmaduros como
consecuencia de un trauma

Factores de Crecimiento
Los factores de crecimiento secretan señales extracelulares que
regulan la morfogénesis / organogénesis del epitelio durante
interacciones mesenquimales.
Regulan la división o especialización de las células
madre para el tipo de célula deseable, y mediar en los
acontecimientos clave en la regeneración celular del
tejido incluyendo la proliferación celular, la quimiotaxis,
la diferenciación, y la síntesis de la matriz
Muchos factores de crecimiento son muy versátiles,
estimular la división celular en numerosos tipos de
células, mientras que otros son para células más
específicas

Algunos factores de crecimiento se
utilizan para aumentar las células madre
Factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF),
Factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) , similar a la insulina (IGF),
Factor estimulante de colonias (CSF)
Factor de crecimiento epidérmico (EGF).
• IL 1
• Interleuquina 1
Otros modular la
respuestas inmune
celular y humoral
• Factor de
crecimiento
endotelial
vascular (VEGF)
Otros son importantes
reguladores de la
angiogénesis

son importantes para la cicatrización de heridas y la regeneración
tisular / ingeniería, como el factor transformador del crecimiento alfa y
beta
Una familia distinta de los factores de crecimiento implicados en el
desarrollo dental y la regeneración son las proteínas morfogenéticas
óseas (BMP) que se conocen por su capacidad de inducir la formación
de hueso y cartílago

Son factores de crecimiento que pertenecen a la familia de los
factores de crecimiento transformantes TGF-beta ( TGF-β ),una
super familia de proteínas con la capacidad de inducir fuertemente
la formación de hueso nuevo, cartílago y tejido conjuntivo.
Hasta la fecha, alrededor de 20 miembros de la familia BMP han
sido identificados y caracterizados.
Tienen diferentes perfiles de expresión, afinidades diferentes por los
receptores y, por tanto única. Actividad biológica in vivo

Durante la formación de los dientes, las BMP dictan cuándo iniciacian,
morfogénesis, citodiferenciación, y la secreción de la matriz se va a
producir. Sin la familia BMP el crecimiento del nudo del esmalte no se
forma, y es poco probable que los dientes lo desarrollen
Las BMP, así como otros factores de crecimiento, han sido utilizados
con éxito para el recubrimiento pulpar directo. Esto ha llevado a la
adición de factores de crecimiento para las células madre realizar la
ingeniería de tejidos de reemplazo de tejidos enfermos del diente.

Terapia in vivo
• BMP o genes BMP se
aplican directamente a la
pulpa expuesta o
amputados
Terapia ex vivo
• Consiste en aislamiento
de DPSCs, su
diferenciación en
odontoblastos por
recombinación con BMPs
o genes BMP, y
finalmente el trasplante
autólogo para regenerar
la dentina

BMP 2
El papel desempeñado por la BMP-2 es crucial como herramienta biológica para
la regeneración de la dentina.
BMP-2 Recombinante en humanos estimula la diferenciación de células madre
adultas
Aumenta la actividad de la fosfatasa alcalina y acelera expresión del gen de la
sialofosfoproteina dentinal (DSPP) in vitro , y aumenta la formación de tejido duro
en vivo
Además, el trasplante autólogo de BMP-2-tratada precipitado sobre la pulpa
amputada estimula reparadora dentina formación

Observaciones Finales
La regeneración de tejidos en la vida posnatal
recapitula eventos que se han producido en el
curso normal de los embriones el desarrollo y la
morfogénesis
Tanto el desarrollo embrionario y regeneración
de los tejidos son igualmente regulado a través
de la interacción de los seleccionados y
conservado de las familias de proteínas y
producción de genes
Se reconoce ahora que los puertos de la pulpa
dental varias nichos de células madre
pluripotenciales capaces de auto-renovación

Las técnicas para aislar y caracterizar la células madre humanas
de la pulpa y manipular su crecimiento definido bajo condiciones
in vitro que establezcan optimizarse antes de la terapia celular
La investigación actual está estudiando la fórmula perfecta para
unas células madre de origen autólogo, apropiada señalización
de moléculas y un andamio que promuevan y controlen
crecimiento y diferenciación de células
La ingeniería de tejidos con la tríada de la pulpa dental células
madre, morfogenes y andamios pueden ofrecer una innovadora y
novedosa con base biológica/o enfoque para la generación de
materiales clínicos y / o tratamientos para la enfermedad dental

El hueso es el único tejido del organismo capaz de
regenerarse, permitiendo la restitutio ad integrum
tras el trauma.
El hueso es un tejido dinámico en constante formación y
reabsorción. Este fenómeno equilibrado, denominado
proceso de remodelado, permite la renovación de un 5-15
% del hueso total al año en condiciones normales
La actuación terapéutica en los campos de la
Traumatología y Ortopedia, Cirugía Oral y Maxilofacial e
Implantología, se asienta sobre los principios biológicos de
la regeneración ósea, en los que están implicados células,
matriz extracelular y señales osteoinductivas.

ESTROMA
MEDULAR
TEJIDOS ÓSEO
Stem cells hematopoyéticas
Stem cells mesenquimales
Adipocitos
Macrófagos
Mastocitos
Células endoteliales
Osteoblastos
Pre-osteoblastos
Osteocitos
Osteoclastos
Pre-osteoclastos
Células linfoides
Friedenstein AJ. Precursor cells of mechanocytes. Int Rev Cytol 1976;47:327-55.

Actualmente se sabe que la diferenciación hacia la estirpe
osteoblástica está controlada por genes pertenecientes a la
familia Hedgehog, de los cuales los más conocidos son:
Ihh (Indian hedgehog)
Shh (Sonic hedgehog)
Factor de transcripción Cbfa1 (core-
binding factor a-1, también llamado
Runx2)
proteínas morfogenéticas óseas (BMPs), que
constituyen los reguladores más potentes de la
diferenciación osteoblástica desde las células
mesenquimales pluripotenciales
Yamaguchi A, Komori T, Suda T. Regulation of osteoblast differentiation mediated by Bone Morphogenetic Proteins, Hedgehogs, and Cbfa1. Endocr Rev

A medida que las células precursoras se van diferenciando expresan
en la membrana celular proteínas específicas de su función o
marcadores.
Cbfa1
• Es la primera evidencia de la diferenciación osteogenica, cuyo
máximo nivel se alcanza en los pre-osteoblastos
Colageno I
Osteopontina
(OPN)
• se expresan de forma temprana en células osteoprogenitoras.
(ALP)
Fosfatasa alcalina
• Es una proteína de superficie que podría participar en la
regulación de la proliferación, migración y diferenciación de las
células osteoblásticas

2. Marcadores de diferenciación:
• Son marcadores de diferenciación
del pre-osteoblasto al osteoblasto
y aparecen cuando se inicia la
mineralización.
La sialoproteína
ósea (BSP) y la
osteocalcina
(OCN)
La expresión de estas proteínas resulta especialmente útil como
marcadores osteogénicos en los estadíos finales de la diferenciación
osteoblástica.

El Osteoblasto.
Emiten procesos citoplasmáticos hacia la matriz,
que comunican con la red de osteocitos y con
osteoblastos vecinos
Los osteoblastos y osteocitos se comunican entre sí por proteínas
transmembrana o integrinas, que actúan de enlace entre células o
entre una célula y la matriz extracelular, permitiendo el paso de
mensajeros como calcio, citoquinas o prostaglandinas.
En estas células la conexión intercelular es la
Conexina 43
Los osteoblastos sintetizan la matriz orgánica o sustancia osteoide a
un ritmo de 2 a 3 μm por día y expresan una enzima característica la
fosfatasa alcalina (ALP), que permite la mineralización a un ritmo de
1-2 μm por día.
Civitelli R, Beyer EC, Warlow PM, Robertson AJ, Geist ST, Steinberg TH. Conexin 43 mediates direct intercellular communication in human
osteoblastic cells networks. J Clin Invest 1993;91:1888-96.

El Osteoblasto.
1.- Sintetizan las proteínas colágenas y no
colágenas de la matriz orgánica del hueso
2.- Dirigen la disposición de las fibrillas de la
matriz extracelular.
3.- Contribuyen a la mineralización de la sustancia
osteoide, gracias a la fosfatasa alcalina
4.- Median en la reabsorción llevada a cabo por los osteoclastos a
través de la síntesis de citoquinas específicas.
5.- Sintetizan factores de crecimiento.
12. Simonet WS, Lacey DL, Dunstan CR, Kelley M, Chang M-S, Luethy R et al. Osteoprotegerin: a novel secreted protein involved in the regulation of bone
density. Cell 1997;89:309-19.

El Osteocito.
Una vez mineralizada la matriz, algunos
osteoblastos quedan atrapados dentro,
transformándose en osteocitos.
Los osteocitos son las células más
abundantes del hueso (10 veces más
que los osteoblastos).
Tiene Forma estrellada y su cuerpo se situa en el interior del
osteoplasma y los RANKL (ligando situado en la superficie de
osteoblastos y pre-osteoblastos) y los procesos citoplasmáticos
se comunican entre sí a través de los conductos calcóforos que
están llenos de fluido óseo extracelular.
Simonet WS, Lacey DL, Dunstan CR, Kelley M, Chang M-S, Luethy R et al. Osteoprotegerin: a novel secreted protein involved in the regulation of bone
density. Cell 1997;89:309-19.
Burgess TL, Quian Y, Kaufman S, Ring BD, Van G, Capparelli C et al. The ligand for osteoprotegerin (OPGL) directly activates mature osteoclasts. J
Cell Biol 1999;145:527-38.

De esta forma, los osteocitos se organizan formando un
sincitio de células interconectadas que representa una
única estructura, con la ventaja de que existe una gran
superficie de contacto en el interior y hacia la superficie
ósea, para asegurarse oxígeno y nutrientes
Cuando se produce un trauma en el hueso el cese de la
circulación sanguínea origina hipoxia y necrosis de los
osteocitos que estén a más de 0.1 mm de un capilar
intacto
Los osteocitos también participan en la síntesis y
mineralización de la matriz osteoide, pero se cree que
su función principal es la de controlar el remodelado
óseo, detectando las variaciones mecánicas de las
cargas, fenómeno denominado mecanotransducción
El Osteocito.
Ham AW. Some histophysiological problems peculiar to calcified tissue. J Bone Joint Surg Am 1952;34:701.
Lanyon L. Osteocytes, strain detection, bone remodeling and remodeling. Calcified Tissue Int 1993;53:102-7.

Los Osteocitos
Poseen los mismos
marcadores que los
osteoblastos
Tienen como marcador
específico el CD44
receptor de membrana
que se expresa
fuertemente en
osteocitos
y es negativo en
osteoblastos y células
limitantes
Constituye estadio final
desde la línea
osteoblástica y son
incapaces de renovarse
Lanyon L. Osteocytes, strain detection, bone remodeling and remodeling. Calcified Tissue Int 1993;53:102-7.

Los osteoclastos contienen fosfatasa ácida, que permite la
desfosforilación de las proteínas, cuya actividad es aprovechada para su
identificación, tanto in vivo como in vitro. Además tienen receptores para
calcitonina.
Los osteoclastos proceden de células madre hematopoyéticas
medulares denominadas “Unidades Formadoras de Colonias de
Granulocitos y Macrófagos” (CFU-GM), precursoras de macrófagos y
monocitos
Mundy GR. Cytokines and growth factors in the regulation of bone remodeling. J Bone Miner Res 1993;8:505-10.

El Osteoclasto
Tienes dos especializaciones de membrana
• Donde tiene lugar
la reabsorción
Borde en
cepillo
• Rica en
microfilamentos,
con integrinas que
sirven de anclaje a
la matriz.
Zona clara
Para ello, los osteoclastos se movilizan hacia la zona a reabsorber y,
posteriormente se adhieren a la superficie ósea mineralizada por el ribete
en cepillo sellando los bordes del área mediante las integrinas.

La integrina
avβ3
Reconoce la secuencia Arg-Gly-Asp (RGD)
existente en el colágeno y otras proteínas de la
matriz osteoide.
El Osteoclasto
El pH es
ácido
Generados por la anhidrasa carbónica II y enzimas
proteolíticas como colagenasas, metaloproteasas,
catepsina K, glucuronidasa.
Van a originar la reabsorción del hueso mediante la solubilización de la
matriz orgánica primero y la mineral después.

Respecto a la osteoclastogénesis actualmente se sabe que los osteoblastos
son fundamentales para la formación de osteoclastos.
El factor estimulante de las
colonias de macrófagos
(M-CSF)
Osteoblastos
primeras fases de la
osteoclastogénesis
formación de células
gigantes multinucleadas

La regulación de la osteoclastogénesis se basan en la
existencia de 3 moléculas clave:
• Proteína
sintetizada por
osteoblastos y
pre-osteoblastos
OPG
osteoprotegerina
• Ligando situado
en la superficie
de osteoblastos y
pre-osteoblastos)
RANKL
• Receptor del
anterior situado
en la membrana
de osteoclastos y
pre-osteoclastos.
RANK
Simonet WS, Lacey DL, Dunstan CR, Kelley M, Chang M-S, Luethy R et al. Osteoprotegerin: a novel secreted protein involved in the regulation of bone density. Cell 1997;89:309-19.
Burgess TL, Quian Y, Kaufman S, Ring BD, Van G, Capparelli C et al. The ligand for osteoprotegerin (OPGL) directly activates mature osteoclasts. J Cell Biol 1999;145:527-38.
Lacey DL, Timms E, Tan HL, Kelley MJ, Dunstan CR, Burguess TL et al. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclasts differentiation and activation. Cell 1998;93:165-76.

El RANKL (receptor activator of NFkB ligand) antiguamente llamado
ODF (osteoclast differentiation factor), es una citoquina transmembrana
perteneciente a la familia del factor de necrosis tumoral (TNF)
La interacción entre RANKL y su receptor RANK produce una activación
de la diferenciación y de la actividad osteoclástica, aumentando la
reabsorción.
Asimismo, los efectos del RANKL tanto in vivo, como in vitro son
inhibidos por la osteoprotegerina (OPG), proteína circulante producida
por los osteoblastos y pre-osteoblastos perteneciente a la superfamilia
de los receptores de TNF.
Cuando se unen OPG y RANKL se inhibe la unión de RANKL a RANK y
se inhibe la diferenciación osteoclástica.
Simonet WS, Lacey DL, Dunstan CR, Kelley M, Chang M-S, Luethy R et al. Osteoprotegerin: a novel secreted protein involved in the regulation of bone density. Cell 1997;89:309-19.
Burgess TL, Quian Y, Kaufman S, Ring BD, Van G, Capparelli C et al. The ligand for osteoprotegerin (OPGL) directly activates mature osteoclasts. J Cell Biol 1999;145:527-38.
Lacey DL, Timms E, Tan HL, Kelley MJ, Dunstan CR, Burguess TL et al. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclasts differentiation and activation. Cell 1998;93:165-76.

Matriz orgánica
Proteínas de la Matriz Osteoide.
Colágeno Tipo I, III, V, XII
Proteoglicanos •condroitin sulfato
•decorina
•biglicano
•hialuronano
Proteínas con ácido -carboxi-glutámico •osteocalcina
•proteína de la matriz con ácido -carboxi-
glutámico
Glicoproteínas •Osteonectina
•fosfatasa alcalina
•proteínas con RGD:
fibronectina
trombospondina
osteopontina
Vitronectina
sialoproteínas óseas
Proteínas del plasma •ALBÚMINA
•2-SH- glicoproteína
Factores de crecimiento •IGF-I y II (Insulin growth factor I y II)
•TGF- (Transforming growth factor -beta)
PDGF (Platelet derived growth factor)
Young MF. Bone matrix proteins: more than markers. Calcif Tissue Int 2003;72:2-4.

• Finalmente, el componente mineral del hueso representa el 65% del peso
óseo.
• Está formado por calcio, fosfato y carbonato en forma de pequeños cristales
de hidroxiapatita Ca10 (PO4)6(OH)2 y, en menor proporción hay magnesio,
sodio, potasio, manganeso y flúor.
• El plasma se encuentra sobresaturado de calcio y fósforo respecto a la
Hidroxiapatita, por lo que debe haber sustancias que inhiban la mineralización.
• Las proteínas con capacidad adhesiva favorecen la mineralización, mientras
que los proteoglicanos, magnesio, ATP y pirofosfato la inhiben.
Young MF. Bone matrix proteins: more than markers. Calcif Tissue Int 2003;72:2-4.

La regeneración tisular es la respuesta que consigue la restitutio ad integrum
del tejido tras un trauma, a diferencia de la reparación, donde el tejido que se
forma es un tejido cicatricial, con características diferentes al original.
En este sentido el hueso es el único tejido del organismo, a excepción del
tejido embrionario, que se restituye totalmente tras una lesión
La regeneración ósea origina una respuesta en la que están involucrados los
vasos sanguíneos, las células y la matriz extracelular.
Trueta J. The role of blood vessels in osteogenesis. J Bone Joint Surg Br 1963;45:402.

Tras un trauma, se produce una respuesta inflamatoria y un hematoma inicial, con
hematíes, plaquetas y fibrina.
Las células del coágulo liberan interleuquinas y factores de crecimiento,
originando la migración de linfocitos, macrófagos, precursores de osteoclastos y
células mesenquimales pluripotenciales.
Estas señales moleculares promueven la diferenciación hacia células endoteliales,
fibroblastos, condroblastos y osteoblastos, dando origen a un nuevo tejido
fibrovascular, que reemplazará al coágulo inicial.
Todo ello está regido por una serie de complejas interacciones entre factores de
crecimiento, hormonas y citoquinas.
En este proceso va a ser fundamental el aporte vascular, la síntesis proteica y la
mineralización.
Trueta J. The role of blood vessels in osteogenesis. J Bone Joint Surg Br 1963;45:402.

• La ingeniería tisular se define como la
ciencia de la fabricación nuevos tejidos
para la sustitución y la regeneración o
destrucción de los tejidos perdidos
• (Reddi, 1994)
señales
moleculares
En Rta de
celulas madre
Montaje de la
matriz
extracelular
Ugo Ripamonti and A. Hari Reddi. Tissue Engineering, Morphogenesis, and Regeneration of the Periodontal
Tissues By Bone Morphogenetic Proteins . (1997)Crit. Rev. Oral Biol. Med. 8; 154

La ingeniería tisular es el campo
emergente de la ciencia en el que se
desarrollan de técnicas para la
fabricación de nuevos tejidos para ser
reimplantados basados en los
principios de la biología celular y del
desarrollo y los biomateriales.
Ugo Ripamonti and A. Hari Reddi. Tissue Engineering, Morphogenesis, and Regeneration of the Periodontal
Tissues By Bone Morphogenetic Proteins . (1997)Crit. Rev. Oral Biol. Med. 8; 154

Regeneración
Biomateriales
trasplantados
con una
adecuada
selección y
preparación de
las células
Combinación de
factores reguladores
permite el
crecimiento y la
especialización de
las células y la
matriz
Solución de
defectos
periodontales,
Ligamento,
Cemento
y defectos infra
óseos
Desafío Clinico
P. Bartold, Christopher a. G.mcculloch, a. S. narayanan. S pitaru .Tissue engineering: a new paradigm for periodontal regeneration based on molecular and cell biology
. Periodontology 2000, Vol. 24, 2000, 253–269

2 enfoques
Introducción de un
relleno de material en
el defecto periodontal
induciendo la
regeneración ósea
Guiar o instruir a
componentes de las
células especializadas a
participar en procesos de
regeneración
Reconstrucción:
Procesos biológicos y celulares
•Conocimiento de las características
dentogingivales normales
•Función.
•coherencia.

Selle epitelial funcional en la porción coronal de los tejidos y no
mayor de 2mm de largo
Restablecimiento de nuevas fibras de Sharpey deben insertarse en la
raíz expuesta anteriormente para reproducir el ligamento periodontal
y el complejo de fibras
Nuevo cemento celular de fibras extrínsecas debe ser formado en la
superficie radicular expuesta
La altura del hueso alveolar debe ser restaurada aun nivel de 2mm
con respecto a la UAC
4 criterios que se consideran para que halla
regeneración periodontal.

La cicatrización de los tejidos se
clasifica en
La Reparación
La Regeneración
Esta condición lleva a nuevas modificaciones en los tratamientos
quirúrgicos incluyendo el acondicionamiento de las superficies y el uso
de material de injerto óseo en aras de alcanzar la regeneración
periodontal

ACONDICIONAMIENTO DE LA
SUPERFICIE RADICULAR PARA LA
REGENERACIÓN
• Favorece la adhesión celular y síntesis de la matriz
• Desmineralización de la
superficie de la raíz con ácidos
•Recubrimiento de las superficies
con agentes biológicos como la
fibronectina.
• Se creía que la
hipermineralización podía detener
la periodontitis
• Al exponer las fibras Colágenas
viejas se podrían interdigitar
fibras nuevas, además de evitar
la adhesión del células epiteliales
No se produjo regeración
previsible causando anquilosis
y reabsorción de La raíz

MATERIALES DE LOS IMPLANTES PARA
LA REGENERACIÓN
Capacidad
osteoinductiva
Capacidad
Osteconductiva
Valor limitado para inducir
la regeración periodontal
Aumento de los
niveles de inserción
clínica y evidencia
radiográfica de
relleno ósea

RTG
• 1980
• Invasión de las células epiteliales entre la
membrana y la superficie del diente.
• Desarrollo de infecciones.
• Incapacidad para sellara la cicatrización
de los tejidos.
•

FACTORES DE CRECIMIENTO
PARA LA REGENERACIÓN
• Inducen al crecimiento y diferenciación de
poblaciones celulares, los cuales son
agentes de destino para la regeneración
de heridas potenciales.
• Factor de crecimiento derivado de
plaquetas, factor de crecimiento
insulinico tipo I, factores polipeptidicos
como proteínas morfogenéticas óseas.

EVENTOS Y PROCESOS REQUERIDOS
PARA LA REGENERACIÓN
PERIODODNTAL
La regeneración depende de la disponibilidad de tipos de células y
las señales adecuadas que lo activan las células.
‘”Error” tipos de células tienen que ser excluidos.
El medio ambiente local juega un papel importante en la
reclutamiento de las células apropiadas y prevenir la
celdas equivocadas.
El entorno local incluye matriz y cemento unión amelocementaria.
Sustancias en el entorno local afecta a la célula, la migración,
adhesión, proliferación y diferenciación.
El efecto puede ser específico de células y / o inespecífica.

RESULTADOS ADVERSOS DE
LA REGENERACIÓN
• Incapacidad para controlar la regeneración de un epitelio largo de
unión
• In capacidad para sellar adecuadamente el sito de cicatrización del
medio oral y evitar la infección
• La incapacidad para mantener la herida cerrada en un ambiente
abierto
• Restricción en la regeneración de hueso compacto ignorando los
procesos regenerativos en la cementogenesis
• Inhabilidad en la especificidad de los factores de crecimiento que
no inducen a la regeneración
• Infección.

Proliferación,
diferenciación y
síntesis de
componentes de la
matriz
Contracción
del tejido
conectivo
Componente
inicial
inflamatorio

Varios Tipos de Células
Fibroblastos: Tejidos blandos conectivos
Cementoblastos: Cementogenesis
Osteoblastos: Ontogénesis
Células Endoteliales: Angiogenesis
Mediadores
solubles
interactúan
Molécula- células
Células-Matriz
Celula-celula
Regeneración esta dada
Moléculas reguladoras – células
Inflamación, granulación y
remodelación tisular
Cicatrización de los tejidos
Disponibilidad :
Del tipo celular apropiado
Mediadores solubles que activen
la función de la célula
Del desarrollo de la matriz
extracelular
P. Bartold, Christopher a. G.mcculloch, a. S. narayanan. S pitaru .Tissue engineering: a new paradigm for periodontal regeneration
based on molecular and cell biology Periodontology 2000, Vol. 24, 2000, 253–269

SELECCIÓN DE LA CELULA,
DIFERENCIACION Y MADURACION

TIPO DE CELULAS Y MOLECULAS
PARTICIPANTES EN LA
REGENERACIÓN PERIODONTALA

MEDIADORES SOLUBLES Y REGULADORES DE LAS
FUNCIONES CELULARES
Sustancias presentes en el entorno
celular que median efectos a traves de
receptores específicos en la superficie
celular
Unión
Mediadores solubles-
Receptores celulares
activan
Moléculas y mecanismos que dan
lugar a la migración celular
Cambios de la forma celular
Síntesis de la matriz extracelular
Afectando:
Cel. de la Matriz
Interacciones célula-
célula
P. Bartold, Christopher a. G.mcculloch, a. S. narayanan. S pitaru .Tissue engineering: a new paradigm for
periodontal regeneration based on molecular and cell biology Periodontology 2000, Vol. 24, 2000, 253–269

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA
EXPRESION GENICA Y SINTESIS DE
PROTEINAS

Representación esquemática de los eventos involucrados en expresión de genes y la
síntesis de proteínas.
1. La activación de la transcripción a través de los receptores de la superficie celular.
2. Transcripción de el código del ADN a ARN mensajero (ARNm).
3. Transformación de ARN mensajero en preparación para su transporte al citoplasma.
4. Transporte de ARN mensajero al citoplasma.
5. ARN translación y la síntesis de péptidos.
6. Elongación del polipeptido
7. Modificación postraduccionales.
8. Transporte a través de la membrana celular.

Factores solubles
Factores de
crecimiento
PDGF
(TGF-β)
(FGF)
Citocinas
IL1
TNF α, IL4 (IFN-g), así como
fibronectina y otras moléculas de adhesión

El mecanismo de acción de estos
factores solubles se considera a través
de receptores de superficie celular.
conduce a una efecto sobre la expresión
génica mediante la regulación de
inducible factores de transcripción.
Las moléculas se agrupan en 3 familias:
factores de crecimiento polipeptídicos
moléculas de adhesión,
componentes estructurales
Muchas de estas moléculas han sido
identificadas en el cemento y el hueso
alveolar.
Osteopontina
sialoprotein ósea
la fibronectina
cementogénesis
Afectan la proliferación y la diferenciación

Papel de la evolución y el desarrollo de la
matriz extracelular
La matriz regula la expresión génica por medio
de los factores solubles y factores de
transcripción.
Células –componentes de la matriz por medio de
integrinas de superficie→ reorganización de las
proteínas del citoesqueleto y otras proteínas que sirven
como moléculas de transducción
Además se restringe los receptores de citoquinas, y se
localizan los factores de crecimiento para su posterior
mediada por receptor transducción de señales y la
activación de genes

Matriz
extracelular
Los mecanismos
:la fibronectina,
laminina
,proteoglicanos, P.
colagenas y no.
Regulan muchas
actividades
celulares
Afectan a la migración,
la división y la
diferenciación de las
células, sirve como
sustrato para la
adhesión celular,
promueven la difusión
y organización del
citoesqueleto.
Protegen las las
células de la apoptosis
a través de
mecanismos que
implican integrinas.
posteriormente la
participación de las
señales de la insulina,
del receptor de insulina
sustrato-1, la adhesión
focal quinasa y la
fosfatidilinositol-3
quinasa

• las células interactúan con la matriz extracelular por medio de
receptores de la integrina específica.
• Inician una cascada de señalización de reacciones :
• fosforilación tirosina
• adhesión focal de la quinasas de la activación de proteínas
activadas por mitógenos de la cascada de las quinasas.
• expresión de c-fos
• la elevación de niveles la ciclinas.

A través de su componente de las moléculas de
adhesión, la matriz extracelular podrían participar
en el reclutamiento de tipos de células.
la fibronectina y colágeno tipo I
permiso de adherencia de varios
tipos de células
la laminina y colágeno tipo IV
son selectivos a ciertos tipos
celulares, y tenascina es
antiadhesiva
Pueden determinar qué células se preparen y
si se presenta una herida para reparar o regenerar
“es posible que la ausencia de una adecuada matriz extracelular
el cemento no se forma en la raíz de las superficies dentales”

Nueva formación de cemento
Sustituir el cemento que se elimino con la terapia
periodontal que estaba contaminado con
endotoxinas de las bacterias.
El tejido conectivo de la matriz de cemento
secuestra factores de crecimiento (TGF-β), (FGF),
y factor de crecimiento derivado del cemento, así
como una variedad de otros ppolipéptidos,
(osteopontina, sialoproteina ósea I y proteína de
adhesión al cemento ) que median la adhesión
celular y la propagación
Estas moléculas afectan la migración, la adhesión
y la proliferación periodontal, la síntesis de la
matriz la especificidad de las células.

Condiciones para la regeneración
1
Niveles
adecuados y
secuencia
de las
señales de
regulación 2
La presencia
y el número
de células
progenitoras
de respuesta
3
Una
adecuada
matriz
extracelular.

Matriz apropiada
para la regeneración
periodontal.

Los requerimientos para el éxito
de la bioingenieria de tejidos
problemas de ingeniería
relacionados con el sustrato de
células cultivadas in vivo como
propiedades biomecánicas de la
matriz, arquitectura, geometría y
el espacio mantenimiento de las
propiedades.
Las funciones biológicas de la
ingeniería matriz, incluyendo el
reclutamiento de células, el
permiso de la neovascularización y
la entrega
De requisitos morfogenéticos, de la
necesaria, regulatorios y factores
de crecimiento para la
regeneración de tejidos

Mantenimiento del espacio en el
sitio del defecto
Un espacio en la herida suficiente y
adecuado medio ambiente
La regeneración actúa cascada de las
pruebas moleculares y moleculares.
eventos necesarios para impulsar el
proceso regenerativo.
La membrana debe ser rígida, debe
permitir la rápida colonización y
crecimiento, compatible con el tejido
que se regenera.
La menbrana debe actuar como una
barrera para el crecimiento del tejido no
deseado y permitir el crecimiento de
tejido.
una matriz debe excluir cualquier
componente sin embargo, el tejido no
deseado y promover el crecimiento,
diferenciación y maduración de tejidos
deseados (cemento, ligamento periodontal
y hueso).

Biocompatibilidad y
características de diseño
Materiales probado hasta
la fecha incluyen fosfato
de calcio, hidroxiapatita,
componentes de la matriz
extracelular (colágeno, ácido
hialurónico y fibronectina) ácido
poliglicólico y otros materiales
sintéticos bioabsorbibles .
Tamaño del poro
Los materiales deben
estar libres de induce a
enfermedades
transmisibles
inmunológicamente
inerte y no inducir a una
respuesta inflamatoria
exagerada
En periodoncia
el material debe
absorberse
lentamente
compatible con
tejidos
periodontales

La incorporación de células con fenotipo
apropiado para la regeneración
periodontal en curso
cantidades casi
ilimitadas de
tejidos para el
tratamiento de
heridas.
La matriz sintética, debe ser
bioabsorbible construido a partir de un
material con una afinidad adecuada
para la adsorción de un adecuado
crecimiento y diferenciación factores,
así como las integrinas, receptores de
células y otras moléculas.
Agentes que
promuevan la
adhesión
permitiendo la
proliferación de
células progenitoras
que se ponen en
una matriz
Lo cual proporciona
una distribución
lenta
Sustitutos de la piel
que contienen las
células cultivadas

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