Membranas de colágeno en odontología regenerativa

Membrana Jason® y membrana collprotect®

La membrana botiss Jason® y la membrana botiss collprotect® (dos membranas de colágeno disponibles en la cartera de biomateriales de Straumann) están hechas de colágeno tipo I y III de origen porcino. Ambas membranas se producen siguiendo un sistema normalizado de limpieza en varias fases que elimina todos los componentes celulares y no colagénicos, preservando la estructura de colágeno abierta, porosa y tridimensional nativa. En este sentido, los estudios de tolerancia y las pruebas clínicas han demostrado su biocompatibilidad (Rothamel et al. 2012, Barbeck et al. 2015, Merli et al. 2015, Panagiotou et al. 2015).

Requisitos, tipo y características de una membrana de barrera

Hablando en un sentido práctico, una membrana de barrera diseñada para indicaciones dentales debe cumplir los criterios siguientes: integración del tejido huésped, biocompatibilidad, oclusividad celular, permeabilidad de los nutrientes y facilidad de uso (Hardwick et al. 1994). Dado que el colágeno es una proteína importante y altamente conservada que se encuentra en los tejidos conectivos de todos los mamíferos, lo cual ofrece un elevado nivel de homogeneidad, se han fabricado diferentes membranas de colágeno para procedimientos de GTR o GBR de origen animal. De los 28 tipos diferentes de colágeno que se han identificado en los vertebrados, el colágeno tipo I es el más frecuente y el miembro mejor descrito de toda la familia (Shoulders y Raines 2009, Fratzl 2008, Kadler et al. 2007). En los humanos, los colágenos cubren ~30% del contenido de proteína absoluta del cuerpo y pueden encontrarse en todos los tejidos y órganos, como la piel, los huesos, los tendones, etc. Son proteínas importantes implicadas en numerosas actividades biológicas, incluida la formación de matriz extracelular y vasos sanguíneos, la adhesión y migración de las células, así como la morfogénesis y reparación de los tejidos (Kadler et al. 2007, Sakar et al. 2012). Están presentes como fibras alargadas, colágenos formadores de redes y colágenos fibrilares o como dominios de colágeno transmembranosos (Shoulders y Raines 2010, Fratzl 2008) y aportan estabilidad y elasticidad al tejido por su notable resistencia a la fractura. Las moléculas de colágeno son sintetizadas por diferentes células, como las endoteliales (Howard et al. 1976) o las células del músculo liso (Schlumberger et al. 1991), pero principalmente por fibroblastos (Silvipriya et al. 2015).

Degradación del colágeno y su función en la remodelación de los tejidos y la cicatrización de las heridas

Unas proteasas específicas (colagenasas) regulan el clivaje de las moléculas de colágeno. Con sus propiedades catalíticas características son capaces de descomponer la molécula en fragmentos definidos. La degradación y biosíntesis del colágeno son pasos esenciales en diversos procesos. A diferencia de otras sustancias o compuestos utilizados en ingeniería de tejidos, los colágenos naturales son biomateriales muy eficaces, debido a su rápida adaptación a las fuerzas mecánicas y la transformación de la información en señales biomecánicas, de modo que controlan diversos acontecimientos como, por ejemplo, la remodelación tisular o la cicatrización de las heridas (Chang y Buehler 2014). Los colágenos también desempeñan una función importante en las reacciones hemostáticas. Las plaquetas albergan los receptores específicos del colágeno expuestos en la superficie celular y la unión de un ligando induce la degranulación y la coagulación sanguínea. Por lo tanto, el colágeno contribuye a la estabilización de las heridas y, por esta razón, ha sido ampliamente utilizado como agente hemostático y apósito biológico en medicina y farmacología (Patino et al. 2002, Nuyttens et al. 2011). Además, actúa como quimioatrayente para diferentes tipos celulares implicados en el proceso de cicatrización de las heridas, incluidos los fibroblastos del ligamento periodontal y gingivales (Postlethwaite et al. 1978). Cuando se expone a la cavidad oral durante el tiempo de cicatrización, el colágeno se degrada rápidamente de manera no inflamatoria, por lo que la utilización de membranas de colágeno es posible incluso en procedimientos con colgajos complicados (Schwarz et al. 2006).

Membranas de colágeno para GBR/GTR en odontología

Las membranas de colágeno utilizadas en odontología se obtienen principalmente de tendones, dermis, piel o pericardio, y habitualmente son de origen bovino o porcino (Bunyaratavej et al., 2001). Pueden fabricarse mediante diferentes técnicas. En general, la fracción de colágeno primero se aísla y luego se purifica y precipita cambiando la fuerza iónica, el valor de pH o aumentando la temperatura, seguido de un paso de evaporación del aire. Finalmente, el colágeno purificado es liofilizado y esterilizado (Patino 2002).

El comportamiento mecánico y el tiempo de degradación ofrecen una variedad incomparable de opciones de tratamiento

Aunque proceden de la misma especie animal, la membrana Jason® y la membrana collprotect® tienen diferentes propiedades mecánicas y un comportamiento de reabsorción distinto, ya que tienen su origen en diferentes tejidos porcinos. La membrana Jason® se obtiene del pericardio porcino, un tejido fibroso que envuelve el corazón del mamífero. El pericardio evita la expansión excesiva del corazón y contiene pequeñas cantidades de líquido seroso, que permite la libre movilidad del músculo del corazón durante los cambios en el volumen sanguíneo. Dado que el pericardio tiene que soportar las fuerzas del músculo cardíaco, tiene una estructura colagénica excepcionalmente densa, que le confiere rigidez y una resistencia al desgarro multidireccional, además de resistencia a la fractura a la membrana. Así pues, en los procedimientos de aumento óseo, la membrana Jason® experimenta una lenta degradación enzimática y, por lo tanto, proporciona un tiempo de barrera prolongado, por lo que esta membrana está indicada para el tratamiento de defectos mayores, como los aumentos de cresta extensos y la elevación del seno con aumento lateral adicional. Los defectos óseos extensos requieren un tiempo de cicatrización prolongado, ya que la resolución completa del defecto depende de la velocidad de formación de los vasos sanguíneos y el reclutamiento de las células que forman los huesos, que se inicia en los bordes y avanza hacia el centro del área del defecto (Schenk et al. 1992). Como conclusión, la dimensión del defecto determina en última instancia el tiempo que se desea que una membrana mantenga su función barrera (Zellin et al. 1995). Por lo tanto, los defectos más pequeños y de tamaño medio, como fenestraciones o lesiones periodontales, requieren una membrana con un tiempo de barrera intermedio, proporcionado por la membrana collprotect® que presenta una degradación más rápida en comparación con la membrana Jason®. La membrana collprotect® está fabricada a partir de dermis porcina y tiene una red de colágeno abierta y porosa, pero también densa. Los poros abiertos inherentes de la piel porcina nativa facilitan la migración de los vasos sanguíneos en el área del defecto, lo que permite una rápida vascularización del lecho de la herida subyacente (Rothamel et al. 2011), mientras que la densidad de la membrana mantiene una barrera frente al crecimiento interno de tejido blando. Además de sus diferentes usos como barreras mecánicas, la membrana Jason® y la membrana collprotect® también difieren en su grosor. La membrana Jason® tiene un grosor reducido de unos 0,2 mm y facilita la manipulación de los tejidos blandos, especialmente en biotipos delgados. La membrana collprotect® es ligeramente más gruesa (~0,4 mm) y puede ser el material elegido para el aumento con hueso autólogo o alogénico. Este tipo de injertos suelen remodelarse completamente en un periodo de 3 a 4 meses, por lo que no requieren una función barrera prolongada. De forma parecida, las membranas con tiempos de barrera intermedios, como collprotect®, también son adecuadas para el tratamiento de defectos óseos periodontales.

Regeneración periodontal tras el tratamiento con membranas de barrera

Las membranas de colágeno reabsorbibles se han utilizado de manera satisfactoria para tratar defectos de furcación y lesiones intraóseas periodontales. En comparación con la cirugía de colgajo convencional, se logró una ganancia media de fijación clínica (CAL) de 1,1 mm a 1,58 mm al colocar una membrana de barrera de colágeno entre el epitelio gingival y el ligamento periodontal intacto residual (Needleman et al. 2002, Needleman et al. 2006,  Stoecklin-Wasmer et al. 2013). Además, en revisiones sistemáticas se han indicado  resultados clínicos similares en comparación con las membranas no reabsorbibles en terapia periodontal regenerativa (Laurell et al. 1998, Parrish et al. 2009), pero sin los inconvenientes del material no reabsorbible. Debido a su rigidez, las membranas no reabsorbibles tienen tendencia a la perforación del colgajo y aumentan el riesgo de dehiscencia de los tejidos blandos y exposición de la membrana, lo cual altera el proceso regenerativo y, en última instancia, hace necesaria la retirada del dispositivo (Simion et al. 1994, Gher et al. 1994, Watzinger et al. 2000).

Soluciones de membrana prácticas por sus excelentes propiedades de manipulación

Además de su comportamiento mecánico y de degradación, la membrana Jason® y la membrana collprotect® también ofrecen aplicaciones en defectos y una manipulación excelente. Ambos materiales se pueden aplicar en seco o en húmedo. En seco, la rigidez relativa de las membranas permite una colocación vertical en el defecto o alvéolo durante el llenado con material de injerto óseo en partículas. Por consiguiente, tras la rehidratación con solución salina estéril o sangre, se hacen flexibles y pueden colocarse fácilmente sobre el área de aumento y adaptarse a los contornos de la superficie. Si es necesario, la recolocación en húmedo también puede realizarse fácilmente sin el riesgo de que la membrana se quede pegada a sí misma. Aunque ambas membranas se pueden fijar, en la mayoría de los casos es innecesaria una fijación debido a sus excelentes propiedades de adherencia. Gracias a su excepcional resistencia al desgarro, la membrana Jason® se puede incluso suturar o atornillar. Asimismo, ambas membranas se pueden recortar fácilmente con tijeras o bisturí para adaptarlas al área del defecto. Las técnicas de odontología modernas tienen en cuenta tanto la regeneración óptima de los tejidos como la respuesta a las preocupaciones estéticas. En las últimas décadas, las membranas de barrera hechas de colágeno han demostrado que son fundamentales para lograr estos objetivos. Tanto la membrana Jason® como la membrana collprotect®, utilizadas en más de 300.000 aplicaciones dentales, ofrecen unas propiedades de manipulación excepcionales, tienen unos patrones de degradación controlados y se caracterizan por su excelente biocompatibilidad, lo cual las convierte en la opción ideal para aplicaciones en implantología oral y periodoncia.