Una nueva tecnología basada en hidrogeles, desarrollada por investigadores del King’s College London, ha logrado recrear con precisión el entorno necesario para la formación de dientes, ofreciendo nuevas soluciones biológicas y capaces de autorrepararse que podrían sustituir a los empastes e implantes convencionales.
Un equipo científico de esta universidad británica ha conseguido un paso importante en el campo de la odontología regenerativa, acercándose a la creación de dientes humanos en laboratorio. Los hallazgos, publicados en ACS Macro Letters, podrían transformar la atención dental tal como la conocemos.
El avance se basa en el diseño de hidrogeles especiales que replican el microambiente natural donde se desarrollan los dientes. En colaboración con el Imperial College London, el equipo de King’s College London ha desarrollado hidrogeles bioortogonalmente reticulados, es decir, redes de polímeros cuyas propiedades físico-químicas imitan la matriz extracelular presente durante el crecimiento dental.
Estos materiales se obtienen combinando precursores de gelatina modificados con residuos de tetrazina (Tz) y norborneno (Nb). Al modificar la concentración de gelatina y la proporción entre Tz y Nb, los científicos pueden ajustar con gran precisión la rigidez y elasticidad del hidrogel. Este ajuste permite generar un entorno dinámico —no solo estructural— que favorece la comunicación celular, un aspecto clave en la formación del diente.
A diferencia de tecnologías anteriores, estos nuevos hidrogeles permiten liberar señales bioquímicas de forma progresiva, simulando el desarrollo natural y promoviendo que las células madre dentales interactúen y se diferencien de forma adecuada.
Formación de organoides dentales en laboratorio
El desarrollo de los dientes es un proceso biológico complejo que requiere una interacción precisa entre células epiteliales y mesenquimatosas. El sistema de hidrogeles diseñado por investigadores del King’s College London logra imitar esta comunicación celular. Al encapsular conjuntos de células epiteliales y mesenquimales dentales dentro de una formulación optimizada de hidrogel, los científicos observaron cómo estas se autoorganizaban dando lugar a organoides dentales.
Estos organoides son representaciones simplificadas y en miniatura de dientes reales, que reproducen las fases iniciales del desarrollo dental en condiciones de laboratorio.
Durante los experimentos, los organoides presentaron rasgos comparables a los dientes en formación, incluyendo la diferenciación de células productoras de esmalte (de origen epitelial) y la generación de capas de dentina (a partir del mesénquima).
El estudio reveló que los hidrogeles con menor rigidez y mayor capacidad de absorción de agua favorecen la formación de organoides bien estructurados. Es la primera vez que se emplean hidrogeles reticulados mediante enlaces bioortogonales para modelar el desarrollo dental, lo que proporciona una plataforma flexible y ajustable para el estudio de este proceso biológico.
Los dientes generados en laboratorio ofrecen ventajas notables frente a las soluciones actuales, como empastes o implantes. A diferencia de los implantes, que son materiales artificiales sin capacidad de regeneración, los dientes creados mediante técnicas biológicas podrían integrarse de forma natural con el hueso y los tejidos circundantes, con la capacidad de crecer, adaptarse y autorrepararse, como lo haría un diente natural.
Esto podría reducir los riesgos asociados con materiales externos y procedimientos invasivos, ofreciendo una alternativa más sostenible y compatible biológicamente. La Dra. Ana Angelova Volponi, autora principal del estudio, subraya que la integración de estas tecnologías emergentes podría transformar por completo el futuro del cuidado dental.
Desafíos y perspectivas
Pese al avance logrado, todavía existen obstáculos importantes para llevar esta tecnología al entorno clínico. El equipo de investigación contempla dos enfoques principales: por un lado, el trasplante directo de células dentales en fase temprana en el hueso maxilar del paciente, permitiendo que el diente se forme directamente en su lugar; por otro, el cultivo completo del diente en laboratorio antes de ser implantado.
Ambas estrategias requieren iniciar el proceso de desarrollo dental en laboratorio, algo que ahora es posible gracias al sistema de hidrogeles desarrollado. Sin embargo, entre los principales desafíos pendientes se encuentran lograr la maduración completa de los dientes generados, su integración funcional y estable en la cavidad oral del paciente, así como cumplir con los estrictos requisitos regulatorios para su uso clínico.
Aunque las investigaciones actuales se han basado en células embrionarias de ratón, los científicos también están explorando posibles adaptaciones futuras, como la inclusión de factores de crecimiento dentro del hidrogel, con el objetivo de mejorar la señalización odontogénica y optimizar el proceso de regeneración dental.
