Este documento describe el potencial de las células madre adultas, como las células madre de la pulpa dental (DPSCs), para la regeneración de tejidos. Explica que las DPSCs se pueden cultivar en matrices tridimensionales y utilizar para inducir la regeneración ósea en defectos quirúrgicos en pacientes humanos, lo que demuestra su potencial para la regeneración de tejidos en humanos. También resume los diferentes tipos de células madre adultas que se pueden usar en odontología regenerativa y las matrices y factores de crecimiento que se pued

1. Dr. Juan Carlos Munévar N. Od, MSc, D.E.A. Biólogo Oral
Especialista en Bioética, Postgrado en Docencia Universitaria
Profesor Asociado. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O.

2. Existe un interés científico generado por las aplicaciones terapéuticas
de en el ser humano .
Lesiones irreversibles de
tejidos y órganos
Síndromes LEUCEMIAS
LINFOMAS
Enfermedades LABIO Y PALADAR FISURADO
crónicas MICROSOMIA HEMIFACIAL EN NIÑOS.
CRANEOSINOSTOSIS
Neoplasias Síndrome Pierre Robin
Síndrome Treacher Collins
Trauma Dentinogénesis Imperfecta
Displasia Ectodérmica
Biomateriales novedosos integran células Stem capaces de auto-renovarse
o de diferenciarse en tipos celulares específicos. (Neuronas, osteoblastos,
condrocitos, queratinocitos)
Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009

3. • Antecedentes históricos.
• Desarrollo y regeneración de tejidos: paralelos y contrastes.
• Stem cells en Odontología.
• Casos clínicos en Odontología Pediátrica
• Aspectos ético – legales.

4. REGENERACION TISULAR & STEM CELLS
Las raíces de la Ingeniería
Tisular existen antes que la
ciencia comenzara como tal.
El versículo de la Biblia Génesis
II:21-22 reporta el primer
registro de Ingeniería Tisular:
“Entonces Jehovah Dios hizo
que sobre el hombre cayera un
sueño profundo; y mientras
Dormía, Tomó una de sus
costillas y Cerró la carne en su
lugar. Y de la costilla que
Jehovah Dios Tomó del hombre,
hizo una mujer y la trajo al
hombre.”
INGENIERIA TISULAR & ODONTOLOGIA
REGENERATIVA

6. Células Stem Embrionarias
Adultas
FRIEDENSTEIN A.J y col/1974
Hematopoyéticas Mesenquimales
 Medula ósea
 Tejido adiposo
 Sangre periférica
 Sangre de Cordón Umbilical
 Gelatina de Wharton
 Placenta
 Periostio Propiedades
 Ligamento periodontal
 DPSCs
 SHEDs • Auto renovación in vitro / in vivo
 SCAPs • Adherentes in vitro
 iPS • Potencial de diferenciación in vivo
• Reserva celular in vivo
Friedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the
in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92

7. Gronthos S. J Dent Res. 2002; 81 8): 531-5 y Iohara K J Dent Res. 2004; 83(8):590-5.
Caracterización SCAPs
del fenotipo (Stem cells from apical Desarrollar
papilla) óptimos métodos
Expresión de DPSCs de cultivo ,
marcadores (Dental Pulp Stem cells) expansión y
CD105+, CD73+, PDLSCs criopreservacion.
CD34-, CD45- (Periodontal ligament Stem
cells)
iPS
(induced pluripotent stem
cells)
Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Booyde A, et al. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002;
81 (8): 531-5
Iohara K. Dentin regeneration by dental pulp stem cell therapy with recombinant human bone morphogenetic protein 2. J Dent Res. 2004;
83(8):590-5.

8. DPSC SHED
Gronthos y col 2000 Miura y col 2003
SCAP
PDLSC
Seo y col 2004 Sonoyama y col 2008
DFPSC
Morzseck y col 2005
Huang G, Gronthos S, Shi S. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative
Medicine. Journal Dental Research, 88(9) 2009.

11. Es necesario tener un amplio conocimiento de los mecanismos
moleculares del desarrollo embrionario para comprender la
biología de la regeneración de tejidos y órganos en pacientes.
Mooney y col. (1996) La regeneración pulpar y periodontal necesita de una
apropiada matriz biodegradable enriquecida con factores solubles y
moléculas de señalización bioactivas, soportando la organización,
colonización celular, la inervación y angiogénesis.
Gutierrez Nicole, Jimenez Tatiana, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2011

15. Diferenciación en
Odontoblastos
productores de
Dentina Coronal
Formación de
Tejidos
Radiculares
•Huang G, Sonoyama W, Liu Y, Liu H, Wang S Shi S. The Hidden Treasure in Apical Papilla: The Potential
Role in Pulp/Dentin Regeneration and BioRoot Engineering. J Endod. 2008 June ; 34(6): 645–651

16. Células parecidas a los
odontoblastos.
Formación in vivo de
TGF-beta dentina.
•Reduce inflamación.
IGF-1 •Preserva la vitalidad pulpar.
•Promueve la reparación.
Edwards P, Mason. Gene Enhanced tissue engineering for dental hard tissue regeneration:(2) dentin-pulp and periodontal regeneration. Head & Face Medicine 2006, 2:16

17. Diferenciación en
odontoblastos/ Potencial
odontogénico.
Trasplantes de DPSCs mezclados con
hidroxiapatita formaron complejos
parecidos al tejido pulpar. Diferenciación adipogénica y neurogénica.
(Gronthos y col 2000).
Diferenciación osteogénica
condrogénica y miogenica in-vitro.
(Laino y col 2005; Zhang y col 2006;
d´Aquino y col 2007).
Huang G, Gronthos S, Shi S. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative
Medicine. Journal Dental Research, 88(9) 2009.

18. REGENERACION TISULAR & STEM CELLS
APLICACIONES CLINICAS

19. INGENIERIA TISULAR
Area interdisciplinaria del conocimiento que aplica los principios de la ingeniería y
las ciencias de la vida hacia el desarrollo de sustitutos biológicos que restauren,
mantengan o mejoren el funcionamiento de los tejidos o de un órgano.
Joseph Vacanti Robert Langer
Society for Tissue Engineering.
Journal “Tissue Engineering”
El conocimiento de los principios del crecimiento de los
tejidos y su aplicación para producir tejidos de reemplazo
funcionales para uso en la práctica clínica
El empleo de la biología de los sistemas orgánicos que permitirá el éxito
en el desarrollo de estrategias terapéuticas diseñadas para reemplazar,
regenerar, mantener y/o mejorar la función de los tejidos.
Vacanti Charles. History of Tissue engineering and a glimpse into its future. Tissue engineering. Vol 12. 5. 1137 – 1143. 2006.

20. El propósito de la Ingeniería Tisular es la regeneración de tejidos mediante el uso
combinado de biomateriales y mediadores biológicos como estrategias para la medicina
regenerativa.
• Las próximas estrategias terapéuticas
emplearan la creciente utilización de
trasplantes autólogos.
Lo que evitara inmunoterapias.
Estos trasplantes poseerán patrones predecibles
de vascularización e inervación, fundamentales
para recuperar la función óptima.
Los productos de Ingeniería Tisular se basan en biomateriales novedosos que integran
células Stem/ progenitoras capaces de auto-renovarse o bien de diferenciarse en tipos
celulares específicos. (neuronas, osteoblastos, condrocitos, queratinocitos)
Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009

21. Aproximadamente 1’500.000 sujetos se someten a reconstrucción cráneo facial por año:
* Malformaciones congénitas.
* Resección de tumores.
* Deformaciones post-traumáticas.
De los cuales el 20% presentan pérdida de función pese a la reconstrucción.
 En CIRUGIA MAXILOFACIAL es particularmente importante desarrollar estrategias
de implementación para reemplazos de tejidos (biomiméticos).
El reemplazo y la regeneración tisular en
CIRUGIA MAXILOFACIAL es complejo
porque:
Se deben tener en cuenta funciones
basadas en estructuras tridimensionales
constituidas por tejidos duros (esqueleto
craniofacial, dientes) y blandos (piel,
mucosa, músculos):
- la expresión facial,
- la fonación,
- la masticación.
Se deben diseñar enfoques biotecnológicos novedosos que estimulen la regeneración
tisular evitando efectos colaterales por materiales biocompatibles.
García- Godoy F. Tissue engineering. DENTAL CLINICS OF NORTH AMERICA. Vol 50. 2. 2006 Baum B, Mooney D. The impact of tissue engineering on dentistry. JADA. 131. 309 – 18. 2009.

22. ESTRATEGIAS EN ODONTOLOGIA REGENERATIVA
ENFOQUES CONDUCTIVOS ENFOQUES INDUCTIVOS TERAPIA GENICA
FACTORES SOLUBLES Transferencia de genes por
medio de vectores a
células diferenciadas
Próximos 10 – 20 años
IMPLANTES DENTALES
SCAFFOLDS
Fibrosis quística, distrofia
REGENERACION TISULAR GUIADA muscular, neoplasias, etc.
Baum B, Mooney D. The impact of tissue engineering on dentistry. JADA. 131. 309 – 18. 2009.

23. (BMP’s; TGF B; PDGF; IGF)
(TNF; IL-6; IL-4)
(Sustancia P, CGRP, VIP)
FACTORES SOLUBLES CELULAS MATRICES
• Biológicos: PRP, colágeno,
• Factores de crecimiento • Células Stem Adultas chitosan, de cadáver.
(BMP’s; TGF B; PDGF; IGF) Epidérmicas; MSC; HSC. •Biopolímeros: Acido poli –L-
• Citocinas (TNF; IL-6; IL-4) • Células diferenciadas glicólico
• Neuropéptidos (Sustancia P, Osteoblastos, condrocitos, • Biocerámicas: TCP, HA.
CGRP, VIP) neuronas • Inertes: Titanio, Zirconio.
• Semiconductores: biosensores

24. SINTÉTICAS
• PGA (ACIDO POLIGLICOLICO)
• PLLA (ACIDO POLILACTICO)
• PCL (POLICAPROLACTONA)
NATURALES
• Tipo I
COLAGENOS • Tipo III
• Acido
GAG Hialurónico
• Chitosan
Fibrina • Esponjas
•ALGINATO
•HIDROGEL
•CERAMICA POROSA
•TITANIO
Edwards P, Mason. Gene Enhanced tissue engineering for dental hard tissue regeneration:(1) overview and practical considerations. Head & Face Medicine 2006, 2:12.

25. Aporta nutrientes que permitan la viabilidad y proliferación
celular
PROPIEDADES
Antibióticos para prevenir crecimientos bacterianos
Ejercer funciones mecánicas y biológicas necesarias para el
reemplazo de los tejidos
Porosidad
Biodegradable
Murray P, Garcia-Godoy F, Hargreaves K. Regenerative Endodontics: A Review of Current Status and a Call for Action. Journal of Endodontics, 2008, 33 (4) 377- 390

26. Células Terminales
Diferenciadas
Expansión celular in vitro
Proliferación celular
Fabrication and Application of Nanofibrous Scaffolds in Tissue Engineering.
Wan‐Ju Li1,2, Rocky S. Tuan1. Current Protocols in Cell Biology. 2009
Jimenez Tatiana, Cordoba Katherine, Romero Stephanie, Gutierrez Nicole, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2011

27. TERAPIA GENICA MATRICES
CELULAS STEM
DENTALES
FACTORES DE
NATURALES
CRECIMIENTO
SINTETICAS
DPSCs PDLSCs SHED SCAP DFSCs iPSc
Villegas A, Teran C, Gruber J, Gutierrez N, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. 2010.

28. Se utilizó un biomimético construido a partir de DPSC’s cultivadas en una matriz de
esponja de colágeno para inducir regeneración ósea oro-maxilo-facial en pacientes
con extracción indicada de 3 molares.
Los auto injertos producen una rápida regeneración ósea , con una óptima calidad
y cantidad al compararlos con técnicas estándar empleadas comúnmente para
regeneración tisular guiada e injertos óseos de distintos orígenes.
OBJETIVO:
Demostrar que las células DPSC`s pueden usarse para regenerar
defectos óseos en humanos.

29. MATERIALES & METODOS
Aspectos éticos:
•Comité de ética Universidad de Nápoles, Italia.
•Consentimiento informado
Selección de pacientes:
Terceros molares inferiores incluidos: Exodoncia indicada
Ausencia de enfermedades sistémicas
Sitio Control (C) Sitio Test (T)
Ausencia de embarazo.
No consumo de medicamentos.
17 PACIENTES (Evaluación
postquirúrgica 7 días; 1 – 3 meses
después.)
Se aislaron las DPSC’s de los 3 molares superiores
7 pacientes se les realizo seguimiento antes del procedimiento de regeneración ósea
un año después.
6 hombres 1 mujer

30. Implante Matriz sin células Sitio C
Implante Bioconstructo células Stem Sitio T
17 PACIENTES (Evaluación postquirúrgica 3 meses después.)
Una biopsia ósea: EVALUACION HISTOLOGICA
INMUNOFLUORESCENCIA Anti-osteocalcina Análisis estadístico Test T- Student
Anti-osteonectina
P<0.05
Anti-PAL
Anti-BMP
Anti-VEGF
7 PACIENTES (Evaluación postquirúrgica 1 año)

31. RESULTADOS
Las DPSC´s de 3 molares expresaron
el fenotipo CD34 / Flk-1
7 días después de implantar las esponjas
NO se observaron diferencias entre los
sitios T y C
30 días después dela cirugía se
observaron diferencias entre los sitios
TyC
Mayor tasa de mineralización en los
sitios T

32. 3 M E S E S después de la cirugía se
observaron diferencias entre los sitios
TyC
Los sitios T estaban regenerados y el nivel
de la cortical más alto en comparación con
los sitios C
Figura B. Agrandamiento radiográfico del sitio T; la flecha roja indica
la unión amelo - cementaria; la indica la mínima
exposición de la raíz del segundo molar por la regeneración ósea
El análisis histológico revela una mejor formación ósea en el sito T (A)
que en el sitio C (B) a los 3 meses.

33. Evaluación 3 meses post cirugía por
Osteonectina INMUNOFLUORESCENCIA en muestras de tejido óseo para
detectar OSTEONECTINA, OSTEOCALCINA, PAL, BMP-2,
VEGF.
Osteocalcina
PAL
BMP-2
VEGF
Control radiográfico 1 año después del injerto.
Control negativo de isotipo FITC

37. INJERTOS DE HUESO HUMANO DISEÑADOS ANATOMICAMENTE POR INGENIERIA
Las reconstrucciones óseas frecuentemente involucran injertos autólogos :
* Dificultades de obtención.
* Morbilidad del sitio donante.
* Habilidad de los clínicos para contornear la forma 3D.
La capacidad para ingeniar correctamente estructuras y órganos
anatómicos de hueso humano funcional y viable tiene un enorme
potencial para las reconstrucciones óseas en casos como:
 Defectos congénitos
 Resecciones quirúrgicas por Cáncer.
 Trauma.

38. Reportan el diseño in vitro por ingeniería
tisular de un injerto viable, funcional con
Se selecciono el cóndilo de la ATM por: forma anatómica y clínicamente disponible
1. Relevancia clínica del cóndilo humano de la ATM
2. Desafíos asociados con su forma 3D compleja empleando:
1. Células Stem Mesenquimales humanas (hMSC)
2. Un sistema Biomimético (Bioreactor-matriz)
Las matrices anatómicamente configuradas en 3D se generaron a partir de hueso
trabécular descelularizado mediante:
1. Imágenes clínicas digitalizadas
2. Cultivadas con hMSC.
3. Sometidas a un flujo intersticial (BIOREACTOR)

39. Preparación de la matriz descelularizada
A y B; Tomografía computarizada
para obtener imágenes de alta
resolución que permiten reconstruir
la geometría exacta del cóndilo
C . Incorporación de las imágenes en
el software MasterCAM para
maquinar las matrices con forma de
cóndilo de ATM.
Ingeniería tisular de injertos de hueso anatómicamente diseñados .
D. Geometría compleja de las matrices
terminadas con diferencias notorias en
cada proyección.
E. Cultivo estático in vitro con 3
millones de hMSC /matriz a 1 semana
y posterior perfusión por 4 semanas.

40. RESULTADOS
Constructo in vitro bajo condiciones estáticas
Constructo in vitro por perfusión de medio
Osteogénesis estimulada por perfusión en una manera dependiente del patrón de
flujo de fluido in vitro.
Reconstrucción 3D de imágenes de µTC
Arquitectura de la matriz ósea mineralizada
(CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA) desarrollada
en una manera dependiente del tiempo y de
las condiciones de cultivo.

41. Regeneración Odontología
tisular regenerativa
Ingeniería Trasplante en
tisular Pediatría
Villegas A, Teran C, Gruber J, Gutierrez N, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. 2010.

42. • Odontología
Téjidos Dentoalveolares
Hueso Alveolar Ligamento
Periodontal
Dentina Cemento Bio Diente
Theslef I, Tummers M. Stem Cells and Tissue engineering: Prospects for a Regeneration Tissues in Dental Practice. Med Princ. Pract. 2003;12 (suppl 1):43–50

44. Erupción & oclusión del Biodiente
Esquema de la tecnología de trasplante del biomimético Día 5 – cultivo órganotipico:
Microfotografía del germen del biodiente.
Fotografías durante la erupción y oclusión del Biodiente.
Análisis histológico durante la
erupción y oclusión del
Biodiente.

45. Microfotografía del constructo
mediante la combinación de
células epiteliales de un ratón
normal y células Stem
mesenquimales de un ratón
transgénico GFP.
Fotografía clínica de un diente normal y
el biodiente en Oclusión
µTomografía computarizada
de la oclusión de un diente
normal y el Biodiente

46. Movimiento Ortodóntico del Constructo
Evaluación de la dureza del esmalte y la dentina del Biodiente.
A. Cortes histológicos ; tinción hematoxilina eosina.
B. Inmunohistoquímica TRAP e Hibridación in situ OCn al
6 día de movimiento Ortodóntico
Respuesta al dolor por stress mecánico mediante evaluación
Inmunohistoquímica de NF (verde) y NPY (rojo)

47. Las células Stem mesenquimales aisladas de pulpa dental, pueden ser
criopreservados manteniendo una buena viabilidad celular y las
propiedades biológicas, lo que genera posibilidades para la creación
de un banco para células Stem de pulpa dental (DPSC).
Usar reactivos humanos libres de
proteína animal para cultivar, expandir y
criopreservar células Stem
mesenquimales de pulpa dental para
futuras aplicaciones terapéuticas en la
práctica clínica odontológica.
Evaluar el potencial de regeneración in vivo después
de la criopreservación de células Stem dentales

51. DEFORMIDADES CRANEO FACIALES
MICROSOMIA HEMIFACIAL
- ESBOZO CONDILAR.
Síndromes que provocan Microtia: - MALFORMACIONES SEVERAS DEL
--Síndrome de Treacher Collins PABELLON AURICULAR
--Síndrome de Potter
--Trisomía 18
- ANOTIA
--Síndrome de Beckwith-Wiedemann
--Trisomía 13
--Síndrome de Rubinstein-Taybi
--Síndrome de Smith-Lemli-Opitz
CORTESIA Dr. HUMBERTO FERNANDEZ. SERVICIO CRANEO ORBITO. HOSPITAL SIMON BOLIVAR

53. PATOLOGIA A.T.M.
DEGENERACION OSEAS DE ATM
TMJ CONCEPT CORTESIA Dr. HUMBERTO FERNANDEZ. SERVICIO CRANEO ORBITO. HOSPITAL SIMON BOLIVAR
REMPLAZO ARTICULAR

54. Impresora de inyección que imprime
imágenes digitales y las importa a
un software que diseña la matriz 3D.

55. CIRUGIA RECONSTRUTIVA Y ONCOLOGICA
• OSTEORADIONECROSIS
• OSTEONECROSIS (BIFOSFONATOS)
• INJERTOS OSEOS
(CRESTA ILIACA, PERONE)
• INJERTO FASCIOMIOCUTANEO

57. El objetivo de este estudio es examinar la adhesión de las SHED con las
matrices porosas puede ser utilizada para crear un tejido pulpar.

58. Resultados Micrografía electrónica de barrido del tejido pulpar
construido por bioingeniería dentro del canal radicular
Varios nichos de DPSCs podrían existir en la pulpa dental
madura. a) células mesenquimatosas indiferenciadas que
residen en la capa rica en células subyacentes a los
odontoblastos b) células perivasculares asociadas con vasos
sanguíneos de pulpa. c) población de células Notch-2+ al
interior del estroma central de pulpa dental humana.

61. “La obtención de las células AS puede realizarse,
fundamentalmente, aislándolas del tejido
apropiado de un ser humano adulto, incluso
fallecido, mientras que para la obtención de las
células ES se requiere destruir un blastocisto”
SEBBM. Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular. 2002

62. Las células AS son el gran presente.
Aparentemente no generan ningún
conflicto ético-legal y están
proporcionando grandes logros.
Sin embargo tienen menos potencial
que las ES y, además…

63. • ¿Cuántos tipos existen?
• ¿En qué tejidos se encuentran?
• ¿Cuáles son las fuentes principales?
• ¿Qué señales regulan su proliferación y diferenciación?
• ¿Existirá algún tipo capaz de generar por sí sola cualquier
órgano o tejido?