Regeneracion-osea-con-el-uso-de-sistemas-de-reaccion-difusion

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FACULTAD DE ODONTOLOGÍA 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS 
DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
 
T E S I N A 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
C I R U J A N A D E N T I S T A 
 
P R E S E N T A: 
 
NINIVE NIETO DÍAZ 
 
TUTOR: Esp. FLORENTINO HERNÁNDEZ FLORES 
ASESOR: Esp. ARMANDO TORRES CASTILLO 
 
MÉXICO, Cd. Mx. 2017 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
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Agradezco a mis padres por enseñarme a ser perseverante en la vida, por su apoyo 
incondicional en cada momento, su afecto y cariño son los detonantes, de mi 
esfuerzo. Fueron mi más grande motivo para concluir con éxito este proyecto. A mi 
hermana Marina por brindarme su paciencia, no podía haber tenido mejor 
compañera de vida. 
A mi tutor Florentino Hernández Flores por brindarme sus conocimientos, 
compartirme sus experiencias y forjarme para ser mejor. 
Ulises, Tania y Karen por sus enseñanzas y consejos, por ofrecerme su confianza 
desde el primer momento. Nunca podré demostrar lo agradecida que estoy con 
ustedes por compartirme su vida, por recordarme que siempre hay algo nuevo que 
aprender. Admirar a quien te admira es la mejor definición de amor. 
A esas personas que a lo largo de la carrera me acompañaron: Mimi, Naye, Dulce, 
Bernardo, Pame, Ana Karen, Bertha, Josué, Alondra, David, especialmente a Paola 
y Ricardo; porque ustedes me enseñaron que cuando los problemas nos agobien 
podemos contar con la calidez y el apoyo del otro. Por compartirme sus alegrías y 
brindarme buenos momentos, su presencia hizo que todo fuera más fácil y distinto. 
Itzel por enseñarme a ser paciente cuando el mundo me pide demasiado a ser 
tolerante cuando otros me juzgan y por ofrecerme su apoyo y amistad en cualquier 
momento. 
Yessica porque es la serenidad que me calma en los momentos de confusión, 
significa ese consuelo que alivia o el coraje que tantas veces me impide abandonar 
la lucha, y me alienta a continuar. Por brindarme 20 años de su vida y 
compartirme sus sueños. 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
INTRODUCCIÓN 6 
OBJETIVO 7 
CAPÍTULO 1 TEJIDO ÓSEO 8 
1.1 Características Histológicas 8 
1.1.1 Sistema de Havers 9 
1.1.2 Células óseas 11 
1.2 Componente Inorgánico 16 
1.3 Componente Orgánico 17 
1.4 Tipos de osificación 18 
1.4.1 Osteogénesis 18 
1.4.2 Osteoinducción 19 
1.4.3 Osteoconducción 20 
1.5 Defectos óseos 21 
1.5.1 Causas de los defectos óseos 23 
1.5.1.1 Funcionales 23 
1.5.1.2 Inflamatorias 23 
 1.5.1.3 Sistémicas y metabólicas 23 
1.6 Mecanismos biológicos de regeneración ósea 24 
1.6.1 Factores inflamatorios 24 
1.6.2 Angiogénesis 24 
1.6.3 Factores de crecimiento 26 
1.6.4 Cicatrización 27 
CAPÍTULO 2 BIOMATERIALES 29 
2.1 Definición 29 
2.2 Características 29 
2.3 Tipos de Injerto 30 
2.3.1 Autoinjerto 30 
2.3.1.1 Clasificación de las fuentes de autoinjerto 31 
2.3.1.2 Desventajas de los autoinjertos 31 
2.3.2 Aloinjerto 32 
2.3.2.1 Clasificación de aloinjertos 32 
2.3.2.2. Desventajas de los aloinjertos 33 
2.3.3 Xenoinjerto 33 
2.3.3.1 Clasificación de xenoinjerto 34 
2.3.3.2 Desventajas de los xenoinjerto 36 
CAPÍTULO 3 BIOPOLIMEROS 36 
3.1 Definición 36 
3.2 Propiedades 37 
3.3 3.3 Tipos de injerto 37 
3.3.1 Aloplásticos 37 
3.4 Membranas 38 
3.4.1 Definición 38 
3.4.2 Condiciones que deben cumplir las membranas 38 
3.4.3 Membranas Reabsorbibles 39 
3.4.3.1 Clasificación de membranas reabsorbibles 40 
3.5 Polímeros Biodegradables 42 
3.5.1 Acido poli-láctico co-glicólico (PLGA) 42 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 4 SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN 43 
4.1 Definición 43 
4.2 Materiales utilizados para la fabricación de sistemas 
de reacción-difusión 
43 
4.3 Triada de la Ingeniería Tisular 44 
4.4 Mecanismo de acción 46 
4.5 Principios quirúrgicos generales en regeneración ósea 50 
CONCLUSIONES 52 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 53 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
6 
 
INTRODUCCIÓN 
Investigaciones recientes indican que existen injertos óseos que reaccionan y 
se difunden en el tejido de tal forma que se producen patrones espaciales de 
sustancias químicas o concentración de morfógenos, sustancias que 
gobiernan el patrón de desarrollo en tejidos y en particular, las posiciones de 
varios tipos de células especializadas dentro de un tejido óseo. En el estudio 
de la estructura y el funcionamiento de tejidos y órganos, para el desarrollo 
de sustitutos biológicos que restablezcan la función. Un área de investigación 
son las matrices para procesos de regeneración ósea. 
El presente trabajo hace una revisión de los biomateriales usados en 
regeneración ósea y propone la hipótesis de la aplicación de un sistema de 
reacción- difusión para regular el porcentaje de porosidad. En la primera 
parte se describen los factores asociados a la reabsorción ósea en los 
maxilares, en la segunda y tercera se refiere a los biomateriales para la 
regeneración de tejidos óseos. En la cuarta se detallan estos sistemas de 
reacción-difusión con la posibilidad de formar patrones estables en el tiempo, 
similar en apariencia al hueso trabeculado o esponjoso. 
Esto es posible a medida que el patrón obtenido se caracterice por tener 
porosidad, alta interconexión entre poros y tamaño adecuado para la 
aplicación clínica. El control de la geometría interna en la matriz trabeculada 
o esponjosa es un factor importante, para permitir la movilidad y proliferación 
celular, además del trasporte de nutrientes. 
La regeneración ósea por reacción-difusión es un procedimiento quirúrgico 
en desarrollo, para la reconstrucción, con el fin de devolver la función dental, 
para la disposición correcta de la actividad masticatoria. 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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 OBJETIVO 
Realizar una revisión bibliográfica actualizada sobre los sistemas de reacción 
difusión como alternativa para la regeneración ósea. 
Objetivos específicos: 
 Revisar los defectos óseos y sus mecanismos biológicos de 
regeneración. 
 Analizar la información actualizada de los materiales para la 
regeneración ósea. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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CAPÍTULO 1 TEJIDO ÓSEO 
 
1.1 Características histológicas 
 
El hueso es un tejido conjuntivo especializado cuya matriz extracelular está 
calcificada. Su estructura consiste en una cavidad central, la cavidad medular 
que aloja a la medula ósea (tejido hematopoyético), sus funciones principales 
son soporte mecánico para el movimiento, protección de las vísceras y 
producción de eritrocitos en médula ósea roja.1, 2 
Está recubierto, excepto en articulaciones sinoviales, con un periostio que 
consiste en una capa externa de tejido conjuntivo denso fibroso y una capa 
celular interna que incluye células osteoprogenitoras. La cavidad central de 
un hueso está recubierta con endostio, (tejido conjuntivo delgado 
especializado), compuesto de una monocapa de células osteoprogenitoras 
(osteoblastos). 1 
Dentro de su composición tiene su fase mineral o inorgánica (65% a 
70%hidroxiapatita, fosfato cálcico y carbonato) una fase orgánica (22% de la 
cual 90% es colágeno y el resto componentes celulares) y 9% de agua.1,3 
La reorganización interna comienza con la formación de grandes 
espacios cilíndricos alrededor de vasos sanguíneos, como consecuencia de 
la actividad osteoclástica, que reabsorbe el tejido óseo formado al principio. 
Luego se diferencian osteoblastos que depositan capa tras capa de tejido 
óseo laminar sobre las paredes del conducto, tras lo cual es rellenado y 
forma el sistema de Havers, que se detalla a continuación.1 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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1.1.1 Sistema de Havers (osteona) 
Cada sistema se forma con cilindros de láminas, dispuestos de manera 
concéntrica (osteonas) alrededor de un espacio vascular, conocido como 
canal haversiano. Con frecuencia las osteonas se bifurcan a lo largo, cada 
osteona está limitada por una línea de cementación delgada, compuesta 
sobre todo de sustancia base calcificada con una cantidad escasa de fibras 
de colágena. 
Los haces de fibras de colágena son paralelos entre si dentro de una 
lámina pero están orientados casi perpendiculares a los de las láminas 
adyacentes. Esta disposición es porque las fibras de colágena se adecuan a 
una estructura helicoidal alrededor del canal haversiano dentro de cada 
lámina, aunque la disposición es diferente en láminas adyacentes. 
Cada canal haversiano, recubierto por una capa de osteoblastos y 
células osteoprogenitoras, aloja un haz neurovascular con su tejido 
conjuntivo relacionado. Los canales haversianos de osteonas contiguas 
están unidos entre sí por los conductos de Volkman, estos espacios 
vasculares se orientan en sentido oblicuo o perpendicular con los canales 
haversianos. El diámetro de los canales haversianos es aproximadamente de 
20 a 100 µm. 
Durante la formación de osteonas, la primera lámina que se forma es 
la que está más cerca de la línea de cementación. A medida que se añaden 
laminas adicionales al sistema, se reduce el diámetro del canal haversiano y 
aumenta el grosor de la pared de la osteona. Debido a que los nutrientes de 
los vasos sanguíneos del canal haversiano deben discurrir por los 
canalículos para llegar a los osteocitos, un proceso ineficiente, la mayor parte 
de las osteonas sólo posee de 4 a 20 láminas.(Fig. 1)1 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
10 
 
 
 
Fig.1.Esquema del hueso que ilustra hueso cortical compacto, osteonas, láminas, 
conductos de Volkman, canales Haversianos, lagunas, canalículos y hueso 
esponjoso. 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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1.1.2 Células óseas 
 
Las células óseas incluyen células osteoprogenitoras que se diferencian en 
osteoblastos cuando son estimuladas de modo apropiado por factores de 
crecimiento y tienen a su cargo la secreción de la matriz. Cuando estas 
células quedan rodeadas por matriz, se tornan activas y se conocen como 
osteocitos. Los espacios que ocupan los osteocitos se denominan lagunas. 
Los osteoclastos, células gigantes multinucleadas derivadas de precursores 
de médula ósea, tienen como función la resorción y remodelación del hueso. 
(Fig.2)3 
 
 
 
Fig.2.Células óseas y sus actividades interrelacionadas.
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
12 
 
 Osteoprogenitoras: localizadas en la capa interna del periostio, 
como recubrimiento de los canales Haversianos y el endostio. Derivan de 
células madre mesenquimatosas pluripotenciales y conservan su 
capacidad para dividirse. Estas células son activas durante el período de 
crecimiento óseo intenso. ( Fig. 3)1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Osteoblastos: Se ubican en la superficie de los huesos y no 
solo sintetizan la matriz orgánica, también poseen receptores para la 
hormona paratiroidea, vitamina D, leptina y estrógenos.3 Se desarrollan 
bajo la influencia de la proteína morfogénica ósea (BMP) y el factor β de 
crecimiento transformador. Sintetizan los componentes proteicos 
orgánicos de la matriz ósea (colágena, glucoproteínas, proteoglucanos). 
Asimismo produce osteocalcina; para la mineralización ósea, 
osteopontina; para la formación de la zona de sellado entre los 
Fig. 3 Micrografía de hueso compacto descalcificado (x540). Se observan osteocitos 
(Oc) en lagunas (L). Asimismo la osteona (Os), las células osteoprogenitoras (Op) y 
las líneas de cementación (Cl).
 
 
 
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osteoclastos y el compartimiento subosteoclástico, osteonectina; 
relacionada con la mineralización ósea, sialoproteina ósea; une 
osteoblastos con la matriz extracelular y factor estimulante de colonias de 
macrófagos. Una vez que han alcanzado el final de su actividad y la 
matriz ósea se mineraliza se convierten en osteocitos.1,3,4 Los 
osteoblastos se localizan en la superficie del hueso en una disposición 
parecida a capas de células cuboidales a cilíndricas. (Fig. 4)1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Osteocitos: Células óseas maduras, que se alojan en lagunas 
dentro de la matriz ósea calcificada. Existen entre 20 000 y 30 000 
osteocitos por mm3 de hueso, que se irradian en todas direcciones desde 
las lagunas y se reconocen espacios estrechos canalículos que alojan las 
prolongaciones citoplasmáticas del osteocito. Estas prolongaciones hacen 
contacto con osteocitos contiguos y forman uniones de intersticio a través 
Fig. 4 Micrografía de la osificación intramembranosa (x540). Los osteoblastos (Ob) 
recubren la espícula ósea en donde secretan osteoide hacia el hueso. Se observan 
osteoclastos (Oc), alojados en lagunas de Howship.
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
14 
 
de los cuales pueden pasar iones y moléculas pequeñas entre las células. 
Los canalículos también contienen líquido extracelular que lleva nutrientes 
y metabolitos para nutrir osteocitos.1,2 
Los osteocitos representan la población de células vivientes 
estables y tienen la tarea de mantener al hueso como un tejido vivo. 
Ayudando a controlar la concentración de calcio y fósforo en el 
microentorno, detectan las fuerzas mecánicas y la convierten en actividad 
biológica mediante un proceso denominado mecanotransducción.3,4 
 
 Osteoclastos son células multinucleadas que tienen origen en 
las mismas células progenitoras hematopoyéticas, que originan los 
monocitos y macrófagos, tiene función en la resorción ósea. El precursor 
del osteoclasto se origina en la médula ósea. Tienen receptores para el 
factor estimulante de osteoclasto, estimula a la colonia I osteoprotegerina 
y calcitonina. Estás células se encargan de reabsorber el hueso. Después 
de hacerlo sufren apoptosis.1,4 
 
Estas células se unen a la superficie del hueso mediantes 
proteínas encargadas de la unión celular llamadas integrinas. Aíslan una 
zona del hueso a la cual se han unido y bajan el pH localmente mediante 
la producción de protones a través del sistema de anhidrasa carbónica. El 
bajo pH incrementa la solubilidad de los cristales de hidroxiapatita y 
cuando la fase mineral ha sido eliminada, los componentes orgánicos de 
la matriz son hidrolizados por medio de la digestión de ácidos 
proteolíticos.3 (Fig.5)1 
 
Los osteoclastos ocupan depresiones someras, llamadas lagunas 
de Howship, que identifican regiones de resorción ósea pueden 
subdividirse en cuatro regiones: 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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 Zona basal; parte más alejada de las lagunas de Howship. 
 Borde en cepillo; porción de la célula que participa de modo 
directo en la resorción ósea. 
 Zona clara; rodea inmediatamente la periferia del borde en 
cepillo, contienemicrofilamtentos de actina que ayuda a las 
integrinas a conservar el contacto con la periferia de la laguna 
de Howship. La membrana plasmática forma la zona de sellado. 
 Zona vesicular; contiene numerosas vesículas endocíticas y 
exocíticas que trasportan enzimas al compartimiento 
subosteoclástico y los productos de la degradación ósea de la 
célula. Se ubica entra la zona basal y el borde en cepillo.1 
 
. 
 
 
Fig. 5 Función osteoclastica.
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
16 
 
1.2 Componente Inorgánico 
 
El hueso es reservorio de varios minerales, almacena 99% de calcio del 
cuerpo. La porción inorgánica del hueso, constituye alrededor de 65% de su 
peso seco, principalmente de calcio, fosforo y en menor proporción 
bicarbonato, citrato, magnesio, sodio y potasio.2,3 
El calcio y el fosforo existe en forma de cristales de hidroxiapatita 
(Ca10(PO4)6(OH)2). Los cristales de hidroxiapatita (40nm de largo por 25nm 
ancho, y de 1.5 a 3nm de grosor) están dispuesto de una forma ordenada a 
lo largo de fibras de colágena tipo I; (Fig.6)4 se depositan en las regiones de 
intersticio de la colágena pero también existen a lo largo de la región 
superpuesta. La superficie libre de los cristales está rodeada de sustancia 
base amorfa. Los iones de superficie de los cristales atraen H2O y forman 
una cubierta de hidratación que permite el intercambio de iones con el líquido 
extracelular.2,4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 6 Las formaciones horizontales corresponden a los prismas más resistentes. 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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1.3 Componente Orgánico 
El hueso se integra con: matriz calcificada que se está constituida de fibras 
en mayor proporción de colágeno tipo I y sustancia fundamental, la sustancia 
fundamental es abundante en proteoglucanos con cadenas laterales de 
sulfato de condroitina y sulfato de queratan.2 (Fig. 7)4 
Lo anterior se sitúa en una matriz extracelular calcificada. La cual contienen 
glucoproteínas, como osteonectina, osteocalcina, osteopontina y 
sialoproteína ósea.2,3 
Los osteoblastos depositan colágeno de modo anárquico en los que 
se denomina hueso reticular o de modo ordenado por capas en lo que se 
denomina hueso laminar. En condiciones normales, el hueso reticular está 
presente en zonas de formación rápida de hueso (cartílagos de crecimiento, 
esqueleto fetal), resiste por igual fuerzas en cualquier dirección.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 7 Los haces de fibras colágenas están dispuestas en forma organizada 
(paralela). Observadas a través del SEM. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
18 
 
1.4 Tipos de Osificación 
La cicatrización ósea y la remodelación se realizan mediante un complejo, 
coordinado de las células, factores bioactivos y matriz extracelular. Los 
defectos óseos de dimensiones amplias determinan una carencia intrínseca 
de características tisulares, que impide una regeneración. En este caso solo 
es posible una reactivación morfológica y funcional con protocolos de 
regeneración en asociación con injertos óseos.5 (Tabla 1)6 
 
PROPIEDADES OBJETIVAS 
Osteoconductivas Proveen una matriz en la cual las células 
óseas pueden proliferar. 
Osteoinductivas Inducen la proliferación de células 
indiferenciadas y su diferenciación a 
osteoblastos. 
Osteogénicas Depósito celular que tiene la capacidad de 
formar nuevo hueso sin problemas 
inmunológicos. 
Tabla.1 Propiedades objetivas de tipos de osificación. 
 
1.4.1 Osteogénesis 
Es la formación o producción de nuevo hueso que se da cuando los 
osteoblastos viables se trasplantan con el material de relleno. Este material 
se revasculariza rápidamente.5 Mediante células óseas vivas trasplantadas 
que establecen centros de formación y crecimiento óseo. Los injertos de 
hueso esponjoso poseen esta propiedad, gracias a la superficie porosa 
alberga más células, y por tanto tiene una mayor capacidad para formar 
hueso desde el propio injerto.4,7,8 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
19 
 
Se ha demostrado que con un adecuado manejo pueden sobrevivir 
células en la superficie de los injertos corticales y esponjosos, siendo clave 
para la formación de callo óseo en las primeras 4 a 8 semanas tras la 
implantación. La osteogenicidad de un injerto puede alterarse y mejorarse 
gracias a diversos compuestos y biomateriales como el fosfato cálcico. 
Cuando la deposición alcanza uno 20 mm de altura comienza la 
mineralización que se caracteriza por la enucleación de cristales de fosfato 
cálcico y su conversión en hidroxiapatita.7,3 
Las células osteoprogenitoras migran y se reúnen en las cercanías de 
un capilar en donde comienzan a diferenciarse en osteoblastos y secretan 
las primeras fibras de colágeno. Sin embargo el colágeno no tiene afinidad 
por el calcio, por lo que otras proteínas se implican en el depósito de 
minerales. Estas fibras iniciales son pequeñas, tienen una distribución 
desordenada y dejan extensos espacios alrededor del capilar. (Fig. 8)2 
 1.4.2 Osteoinducción 
Es la formación de hueso nuevo, que se inicia con el traslado de proteínas 
óseas morfogénicas junto con el injerto hacia el lecho receptor, estimulando 
a las células progenitoras de tipo mesenquimal para que se conviertan en 
osteoblastos y empiecen a la formación de hueso.9,6 (Fig.8)2 La 
osteoinducción trasforma el tejido conectivo, en tejido óseo endocondral. Es 
una propiedad de las proteínas osteoinductoras. Entre los factores de 
crecimiento que se ven involucrados se encuentran las proteínas 
morfogenéticas óseas 2, 4 y 7, factor de crecimiento derivado de las 
plaquetas, interleuquinas, factor de crecimiento fibroblástico, factores de 
crecimiento pseudoinsulínico, factores estimuladores de las colonias de 
granulocitos-macrófagos. También se liberan factores angiogénicos, como el 
factor de crecimiento vascular derivado del endotelio y la angiogenina.1,8 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
20 
 
La osteoinducción no es una propiedad exclusiva de la matriz ósea y 
sus proteínas, puesto que recientemente ha sido descrita para los aloinjertos 
óseos.5 
1.4.3 Osteoconducción 
Es el proceso que se inicia con la introducción de un material inorgánico al 
lecho receptor, donde actúa como andamio para la penetración de células 
externas al injerto y comience así la formación de hueso nuevo desde la 
periferia.6 (Fig.8)2 Capaz de establecer una matriz soporte para guiar y 
favorecer el desarrollo del tejido óseo; se desencadena un crecimiento 
tridimensional de capilares, tejido perivascular y células madres 
mesenquimatosas, desde la zona receptora del huésped hacia el injerto. Es 
un proceso simultáneo de reabsorción y formación que favorece la migración 
de células formadoras de hueso. Esta propiedad la presenta el hueso 
esponjoso y algunos sustitutos óseos sintéticos.5,7,8 
La osteoconducción no es un proceso aleatorio y sigue un patrón 
ordenado y predecible, determinado por la estructura del injerto, el aporte 
vascular desde los tejidos colindantes, el ambiente mecánico y la presencia 
de biomateriales.5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig.8 Esquema de los procesos celulares.
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
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1.5 Defectos óseos 
 
La cicatrización de los defectos óseos, radica en la función del tipo de lesión, 
debido a que se pueden utilizar diversos biomateriales, cuyo éxito dependerá 
de la forma de almacenamiento del material en el sitio donador, problemas 
de infección y reacción inmune. Aunque el hueso es una de las sustancias 
más duras del cuerpo, es un tejido dinámico que cambia de forma 
constantemente en relación con las fuerzas que soporta.Las fuerzas 
aplicadas al hueso dan lugar a su resorción, en tanto que la tensión que se 
aplica sobre él tiene como efecto el desarrollo de nuevo hueso.1 
Específicamente el hueso alveolar se encuentra sometido a procesos 
continuos de remodelación regulados por factores sistémicos como la 
hormona paratiroidea, vitamina D3, insulina, hormona de crecimiento, 
glucocorticoides, proteína morfogénica ósea, factor de crecimiento 
transformante β, factor de crecimiento semejante a insulina, factor de 
crecimiento fibroblástico y factor de crecimiento derivado de plaquetas.9 
La insuficiencia osteoblástica causada por la falta de hormonas es 
más pronunciada en el área del proceso alveolar que en las bases de los 
hueso maxilar y mandíbula. Este hallazgo es más prevalente en mujeres que 
en hombres puesto que la menopausia ocurre en mujeres de entre 45 y 55 
años, causando una rápida disminución de hormonas ováricas, mientras que 
la disminución de la función testicular es más tardía y lenta.7,10 
Mientras que las bases mandibulares y maxilares permanecen 
relativamente constantes después de la pérdida dentaria, las dimensiones 
verticales y horizontales del proceso alveolar sufren cambios importantes. 
Después de la exodoncia, el reborde alveolar está afectado por un extenso e 
irreversible proceso de reabsorción que influye en el plan del tratamiento. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
22 
 
La atrofia del proceso alveolar no puede compararse con la 
convencional atrofia por la edad. La atrofia del reborde alveolar es una 
enfermedad crónica, progresiva e irreversible. Debe ser considerado como 
un proceso patológico en el que la reabsorción ósea causa marcados 
cambios en la forma del reborde alveolar y una pérdida masiva del volumen 
óseo unos pocos meses después de la extracción dentaria. La resorción del 
proceso alveolar es del 40% durante los primeros 4 años, pero influyen 
varios factores que se detallan a continuación. Después de esto el promedio 
de reducción ósea en mandíbula y maxilar es de aproximadamente 0.5 mm 
por año. (Fig.9)11 La cantidad de pérdida ósea, en general, es cuatro veces 
mayor en mandíbula que en maxilar superior.4 
 
 
 
 
 
 
Fig.9 Se observa reabsorción ósea severa de ambos maxilares. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
23 
 
1.5.1 Causas de los Defectos Óseos 
La reabsorción y atrofia del maxilar superior y mandíbula son causadas e 
influenciadas por los siguientes factores: 
1.5.1.1 Causas Funcionales: 
 Causas funcionales: presión, bruxismo. 
 Factores prostodónticos: Tipo y arquitectura de prótesis, 
duración del tratamiento prostodóncico, tiempo diario 
portando prótesis, maoloclusion, falta de prótesis. 
 Factores quirúrgicos: extracción, otros procedimientos 
quirúrgicos, iatrogenias. 
1.5.1.2 Causas Inflamatorias: 
 Proceso inflamatorio periodontal. 
 Proceso inflamatorio local (Osteomielitis). 
 1.5.1.3 Causas Sistémicas y Metabólicas 
 Edad. 
 Sexo femenino: periodontitis del embarazo, osteoporosis 
post-menopausia. 
 Trastornos hormonales: Síndrome de Cushing, Acromegalia, 
Hiperparatiroidismo, Hipertiroidismo. 
 Factores Adicionales: Diabetes mellitus, Tipo de nutrición, 
Déficit de minerales, Arterioesclerosis, Osteoporosis 
generalizada, Mala absorción, Anemia, Hipertensión, Déficit 
de vitamina C.7 
 
 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
24 
 
1.6 Mecanismos biológicos de regeneración ósea 
A medida que se remodela el hueso, los osteoclastos reabsorben osteonas y 
los osteoblastos los reemplazan. Los remanentes de osteonas permanecen 
como arcos irregulares de fragmentos laminares, conocidos como láminas 
intersticiales, rodeados de osteonas. Al igual que estas últimas las láminas 
intersticiales también están rodeadas por líneas de cementación.1 
1.6.1 Factores Inflamatorios 
Los factores inflamatorios como consecuencia de la lesión de los vasos de la 
médula ósea y el periostio. Tras la coagulación, el hematoma es invadido por 
tejido conectivo de crecimiento hacia adentro recientemente formado. La 
organización del hematoma proporciona un soporte de fibrina que facilita la 
migración celular, proliferación, síntesis de matriz ósea y se forma un tejido 
de granulación. El tejido de granulación se transforma luego en tejido 
conectivo denso, las células mesenquimales pluripotenciales son las 
responsables de la neoformación ósea. La composición del tejido óseo se 
modifica a medida que progresa la consolidación, de tal forma que las células 
sustituyen el coágulo de fibrina por una matriz fibrosa que contiene colágeno, 
proteoglicano y glicosaminoglicanos.2 
Resientes estudios han demostrado que las moléculas inflamatorias 
incluyendo necrosis tumoral factor α, las interleucinas, el interferón y las 
prostaglandinas estimulan la migración y diferenciación de osteoblastos y 
osteoclastos. También, su liberación activa la cascada secundaria requerida 
para la angiogénesis y reparación ósea.12 
1.6.2 Angiogénesis 
Es el primer evento que se observa en las intervenciones de regeneración 
ósea. Consiste en la permeación de la zona injertada por parte de una densa 
red de vasos capilares, la creación de esta red permitirá que la zona sea 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
25 
 
colonizada por los elementos celulares, a través del círculo hemático. La 
generación de nuevos vasos sanguíneos se produce por gemación por parte 
de los vasos ya existentes, con la acción de un conjunto de factores de 
crecimiento, las células del endotelio basal son estimuladas para dividirse y 
crecer sobre todo en longitud, invadirán la zona injertada. (Fig. 10)13 
Los factores de crecimiento principales que se involucra en este proceso es 
el VEGF (Factor de crecimiento del endotelio vascular) y el PDGF (Factor de 
crecimiento derivado de plaquetas), que se deriva de la agregación 
plaquetaria, uno de los eventos clave para la formación del coágulo 
sanguíneo.13 
 
 
Fig. 10 Angiogénesis por gemación. El endotelio basal prolifera en el interior de la 
zona de injerto.
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
26 
 
1.6.2 Factores de crecimiento 
Los factores de crecimiento juegan un papel fundamental, actuando como 
moléculas de señalización. Son esenciales para la formación de tejido óseo y 
la regeneración tisular. Todos los estadios del proceso de reparación están 
controlados por una amplia variedad de citoquinas de crecimiento, actuando 
localmente como reguladores de las funciones celulares básicas. 2,3,14 
(Tabla2.)fd 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2. Mecanismo de los Factores de Crecimiento. 
Por lo tanto 
tienen 
Por medio 
Para 
Factores de Crecimiento (FC) 
Proteínas que 
activan la 
migración, 
diferenciación y 
proliferación celular 
De señales 
moleculares 
En 
receptores 
de 
Se lleva a cabo 
la fosforilación 
de segundos 
mensajeros 
Inducir actividad 
en el núcleo 
celular 
Baja estabilidad 
estructural en 
ambientes 
tisulares 
La formación y 
regeneración 
de tejido óseo 
Osteogénesis 
 De 
proliferación 
celular y 
excreción de 
matriz 
FC pertenecientes 
a la familia de 
proteínas 
morfogénicas 
óseas 
BMP2 / BMP7 
Regeneran tejido óseo 
Pierden 
actividad 
biológica 
Son Inician 
Son los 
Induciendo 
Son 
Proceso 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
27 
 
El factor de crecimiento transformante β (TGF-β) juega un papel importante 
en el desarrollo embrionario, morfogénesis de tejidos, proliferación celular y 
diferenciación celular. El TGF-β, activa factores de diferenciación del 
crecimiento, BMP y susisoformas comparten actividades biológicas 
similares, sólo difiere en la secuencia terminal de aminoácidos. Para dirigir la 
diferenciación osteoblástica, varios TGF-β se han relacionado con los 
procesos biológicos de inducción ósea, incluyendo reclutamiento de células 
mesenquimales, proliferación, y matriz extracelular (ECM) de producción. Las 
BMP, particularmente BMP-2, BMP-4 y BMP-7, son las más ampliamente 
estudiadas, moléculas osteogénicas para inducir la formación ósea en sitios 
ectópicos y ortotópicos, incluyendo defectos de tamaño crítico.12 
La investigación actual está explorando el uso de diversos factores de 
crecimiento para inducir la formación ósea. Estos mediadores de inducción 
ósea son modificadores poderosos del proceso de cicatrización.15 
La razón para utilizar FC es que la formación de hueso se puede mejorar aún 
más estimulando los precursores de osteoblastos y por lo tanto para impulsar 
el balance entre la formación de hueso y la reabsorción ósea a favor de la 
formación ósea.15 
1.6.3 Cicatrización 
La cicatrización de una herida con bordes aproximados (incisión quirúrgica 
limpia y aséptica) constituye el ejemplo más sencillo para la llamada 
cicatrización por primera intención. El estrecho surco de la incisión se llena 
inmediatamente de sangre coagulada que contiene fibrina y hematíes. 
A los 30 días del depósito osteoide comienza la mineralización, que finalizará 
a los 130 días en el hueso cortical y 90 días en el trabecular. 
Por lo tanto, la neoformación ósea es un proceso que puede ocurrir alrededor 
de las 16 semanas, con variaciones asociadas el tipo de defecto y tamaño, 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
28 
 
así como diferencias individuales en el metabolismo óseo e 
inmunocopetencia. (Tabla. 3)16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla. 3 Mecanismos biológicos de cicatrización 
En casos de un gran defecto tisular, la regeneración de las células 
parenquimatosas no es suficiente, para reconstruir del todo la arquitectura 
inicial. Por lo tanto es necesario conseguir la reparación completa buscando 
que en los bordes se forme un tejido de granulación abundante. Esta clase 
de reparación se conoce como cicatrización secundaria o por segunda 
intención y se distingue de la primaria en los siguientes aspectos: 
 Reacción inflamatoria más intensa, por una mayor cantidad de fibrina. 
 Mayores cantidades de tejido de granulación. 
 Retracción de la herida, debido a la presencia de miofibroblastos.16 
 
 
Sangrado 
Coagulación 
Fibrinólisis 
Fibroplasia 
y 
Angiogenésis
s 
Modelado y 
Remodelado 
óseo 
Minutos Horas Días Semanas Meses 
Tiempo 
C
ic
at
ri
za
ci
ó
n
 d
e 
la
 I
n
te
rf
as
e 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
29 
 
CAPÍTULO 2 BIOMATERIALES 
2.1 Definición 
Se denomina biomaterial a los productos empleados para reproducir la 
función de tejidos vivos en los sistemas biológicos de forma segura, 
mecánicamente funcional y aceptable fisiológicamente, que son temporales o 
permanente implantados en el cuerpo, cuyo objetivo es restaurar un defecto 
existente. Cumpliendo funciones de osteogénesis, osteoconducción u 
osteoinducción en el caso particular de regeneración ósea.5,6,9,17 
Para conocer los requisitos de los biomateriales, es necesario conocer 
las funciones que deben desempeñar, así como el medio en el que van a 
estar una vez introducidos en el organismo. Ejerciendo la función para la que 
ha sido diseñado y que interaccione de manera adecuada con el cuerpo.2 
2.2 Características 
El material ideal de sustitución ósea debe demostrar varias características: 
 Excelente biocompatibilidad. 
 Biodegradabilidad (mediante hidrólisis, los productos de la 
degradación no deben ser tóxicos). 
 No ser tóxico, ni carcinogénico. 
 Osteoconductividad. 
 Osteoinductividad. 
 Amplia superficie para llegar a ser totalmente revascularizado. 
 Alta porosidad. 
 Reabsorción moderadamente lenta. 
 Adecuada elasticidad. 
 Resistencia y propiedades mecánicas.5,7,9,17 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
30 
 
La viabilidad funcional es crítica y debe estar relacionada con la 
capacidad del material para desempeñar su papel en una aplicación 
concreta, quedando garantizada la función a largo plazo. La evaluación de 
biocompatibilidad para cada aplicación específica y sistema requiere de una 
serie de ensayos de acuerdo con los protocolos para su posterior análisis de 
los resultados obtenidos.5 
Existen otros dos aspectos que conviene aclarar cuando se habla de 
injertos óseos, como son el de injerto ortotópico, aquel que se sitúa en una 
localización anatómicamente apropiada; mientras que el injerto heterotópico 
se sitúa en un lugar anatómicamente inapropiado.5 La formación ósea 
inducida por biomateriales, sin importar el mecanismo que la provoca, refleja 
principalmente una modificación en el microambiente celular.9 
3.5 Tipos de Injerto 
2.3.1 Autoinjerto 
Trasplante de tejido o células de una zona a otra en el mismo individuo, 
puede ser hueso esponjoso, cortical vascularizado o no vascularizado. El 
mejor material de relleno es el hueso corticoesponjoso o particulado 
esponjoso.7,9 Es considerado como el patrón de eficiencia para la 
regeneración ósea, ya que se incorporan osteoblastos que son células 
propias para la formación de hueso nuevo (fuertemente osteogénico). Las 
fuentes de obtención son diversas dependiendo del lugar y la cantidad de 
tejido necesario para reparar el defecto óseo. La preferencia del uso deriva 
de su nula capacidad antigénica y gran capacidad osteogénica.5,6 
 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
31 
 
2.3.1.1 Clasificación de los sitios de autoinjerto 
Injertos intraorales, pueden ser obtenidos de: 
 Sínfisis mandibular, hueso de origen membranoso, presenta menor 
reabsorción que el hueso de osificación endocondral, proporciona 
un hueso cortico-esponjoso. 
 Rama ascendente mandibular, hueso membranoso cortical. 
 Tuberosidad del maxilar, hueso esponjoso. 
 Torus mandibular, zona donante de injertos corticales.6,9 
Injerto extraorales provienen: 
 Cresta iliaca, injertos cortico esponjosos y esponjosos, posee una 
densidad celular alta, esta área permite recolectar gran cantidad de 
hueso. 
 Calota craneal, es un hueso cortico-esponjoso de origen 
mebranoso, sufre una menor reabsorción. 6,9 
2.3.1.2 Desventajas de los Autoinjertos 
 La morbilidad del sitio donante, incluye dolor postoperatorio. 
 Debilidad muscular, lesión neurológica. 
 Posibilidad de infección. 
 Escasez de volumen de injerto disponible. 
 Escaso soporte mecánico, lo cual limita su empleo en 
situaciones donde se precisa un injerto estructural. 
 Dificultad de la técnica para la obtención del injerto extraoral. 
 Aumenta el tiempo quirúrgico.5,9 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
32 
 
2.3.2 Aloinjerto: 
De un individuo a otro de la misma especie. Este tipo de injerto está 
representado por partículas de tejido obtenidas de un individuo, las cuales 
son procesadas y trasferidas a otro individuo de la misma especie pero 
genéticamente diferente.6,9 
Generalmente este tipo de injerto es obtenido de hueso de 
cadáver, el cual es sometido a tratamientos de corte, limpieza, 
liofilización, desmineralización y tratado con agentes viricidas, para lograr 
su neutralidad e inmunidad.6 
 
2.3.2.1 Clasificación de aloinjertos 
 
Se pueden clasificar según su procesamiento en: 
 Aloinjertos congelados. 
 Aloinjertos liofilizados (secado en frio). 
 Aloinjerto liofilizado y desmineralizado. 
 Hueso irradiado.9 
Los injertos óseos liofilizados son reabsorbidose invalidados por 
hueso del huésped, produciendo la inducción de nuevo hueso. Numerosos 
estudios experimentales han indicado que el injerto óseo cortical 
desmineralizado induce una nueva formación de hueso y aumenta el 
potencial osteoconductor. Este tipo de aloinjerto óseo está disponible en 
bancos de tejidos denominándose hueso liofilizado y desmineralizado. Se ha 
identificado la secuencia del proceso de curación en defectos donde se usa 
este material.7 
 Activación y migración del mesénquima indiferenciado. 
 Inserción de células en la matriz ósea mediatizada por la 
fibronectina. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
33 
 
 Mitosis y proliferación de células mesenquimales. 
 Diferenciación de cartílago. 
 Mineralización del cartílago. 
 Inyección vascular y condrólisis. 
 Diferenciación de osteoblastos y deposición de la matriz ósea. 
 Mineralización de hueso y diferenciación de la médula 
hematopoyética.7 
Por lo tanto la formación ósea de un injerto de hueso liofilizado y 
desmineralizado resultara en un hueso cortico esponjoso con médula 
hematopoyética.7 
Debido a que el hueso liofilizado cura por osteoconducción, las 
partículas óseas corticales son reabsorbidas y reemplazadas por hueso del 
huésped en un largo periodo. El resultado final es que el lugar injertado es 
reemplazado por hueso cortical. Por esta razón, el hueso liofilizado se 
prefiere para aumentos de reborde localizados. Entre los materiales de 
injerto, el hueso autógeno proporciona mayores cantidades y mejor calidad 
del nuevo hueso, pero el hueso liofilizado también mejora la regeneración 
ósea si se compara con el hueso de membranas sin injerto, después de seis 
meses de curación.7 
2.3.2.2 Desventajas de los Aloinjertos 
 Calidad del tejido óseo regenerado. 
 No siempre es predecible. 
 Necesita un proceso para eliminar su capacidad antigénica.9 
 
2.3.3 Xenoinjerto: 
Injerto de tejido o células entre individuos de distinta especie. Es obtenido de 
donantes de especies no humanas, mediante la extracción de minerales 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
34 
 
procesados y eliminación de antígenos del hueso, con el propósito de retener 
el contenido mineral.6 Se ha informado que la porosidad y la superficie de 
estos materiales resulta con una respuesta favorable osteogénica.7,9 
2.3.3.1 Clasificación de xenoinjerto 
Dependiendo del tratamiento que se le da, puede clasificarse: 
 Tejido óseo obtenido mediante calcinación. 
 Tejido óseo obtenido mediante un proceso de eliminación de 
antígenos en caliente. 
 Tejido óseo obtenido mediante eliminación de antígenos al 37ºC. 6 
 
Hidroxiapatita 
La hidroxiapatita (HA) es una molécula de fosfato cálcico con dos 
formas fundamentales: 
 La primera es (HA) densa no porosa no reabsorbible (sintética, 
policristalina y radiopaca). Se presenta como partículas granuladas, 
redondeadas e irregulares. Esta forma presenta un problema fundamental 
que es la migración de las partículas a lugares no deseados y por las 
dificultades técnicas de mantenerla estable en la región. Esto se ha 
intentado solucionar combinándola con materiales que le den 
consistencia, obteniéndose las formas combinadas.7,17,18 
 
 HA polvo de hueso demineralizado. Los compuestos 
proporcionan una combinación de propiedades osteinductivas 
de polvo de hueso y osteocontuctivas de la HA. 
 HA-PFC (colágeno fibrilar bovino). Esta forma se presenta 
como barras curvas o rectas, de distinto grosor, y se basa en la 
maleabilidad que proporciona el colágeno de la mezcla en 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
35 
 
contacto con la sangre. Se ha utilizado fundamentalmente para 
aumentos de reborde alveolar.7 
 
 La segunda es la HA porosa reabsorbible. El fin es desarrollar una forma 
de HA con poros es conseguir crecimiento de hueso entre los poros. La 
microestructura coralina a conseguido un tamaño uniforme de los poros 
siendo biocompatibles y consiguiendo un crecimiento optimo en el interior 
de sus poros.2,7 
La utilización de HA está basada en la falta de morbilidad del lugar 
donante, la reabsorción menor del 10% y la buena compactación del 
material1. Se considera que el pH en la región afecta la velocidad de 
reabsorción del injerto. Cuando el pH disminuye (debido a infección), los 
componentes de HA se reabsorben.18 
Β- Fosfato tricálcico 
Por definición, todos los ortofosfatos de calcio consisten en tres principales 
elementos químicos: calcio, fósforo y oxígeno. Debido a la similitud química 
con tejidos calcificados poseen notable biocompatibilidad y bioactividad.18 
La proporción de calcio y fosfato lo hace parcialmente absorbibles. 
Este material permite la formación ósea por su capacidad osteoconductora e 
intercambio químico con los tejidos, histológicamente se observan partículas 
de relleno rodeadas de tejido conectivo.6 Se reabsorben después de 12 
meses, el mecanismo de biodegradación no está claro.18 
Hueso Bovino 
El uso de hueso mineral desproteinizado de bovino, se ha 
comprobado que ofrece soporte para el tejido blando impidiendo la 
contracción marginal del reborde. Las propiedades son similares al hueso 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
36 
 
humano ofreciendo espacio para células sanguíneas y la microestructura de 
la superficie soporta la adhesión de osteoblastos.9 
2.3.3.2 Desventajas de los Xenoinjertos 
 Variabilidad en su carácter osteoconductor. 
 Diferencias entre la repoblación celular de las diferentes 
matrices. 
 Escasa capacidad de proporcionar soporte mecánico.5 
 
CAPíTULO 3 BIOPOLIMEROS 
3.1 Definición 
 
Los biopolímeros también llamados polímeros renovables, se centran en los 
derivados del ácido poliglicólico (PGA) y del ácido poliláctico (PLA). El primer 
uso se reportó en 1960 con el desarrollo de suturas biodegradables.17 El 
termino biodegradación en el campo de los polímeros hace referencia al 
ataque de microorganismos a estos materiales, proceso a través del cual se 
obtiene la desintegración del polímero en pequeños fragmentos debido a la 
ruptura de enlaces en su cadena principal. Lo cual permite su eliminación por 
las vías metabólicas usuales, del organismo.19 
Se pueden clasificar en dos tipos: los provenientes directamente del 
organismo vivo y los que requieren ser sintetizados pero su procedencia es 
de un recurso renovable, de igual manera el uso de materias primas 
renovables en materiales compuestos, una de las principales ventajas del 
uso de recursos renovables de origen vegetal.20 Los biopolímeros son 
utilizados ampliamente en reparación y regeneración ósea debido a sus 
excelentes propiedades mecánicas, sin embargo poseen una pobre 
osteointegración.21 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
37 
 
3.2 Propiedades 
Una característica fundamental de los biopolímeros es que su degradación 
se presenta en lapsos de tiempo corto, desde semanas a pocos meses, es 
importante entender el grado de degradación de los materiales.20 
El grado de degradación de estos materiales depende de condiciones tales 
como temperatura, humedad, presión parcial de oxígeno, composición de la 
flora microbiana y pH.19 
 
3.3Tipos de injertos óseos 
3.3.1 Aloplásticos: 
Son materiales que simulan el mineral del hueso, son sustitutivos óseos 
sintéticos con diferentes características que presentas propiedades 
osteoconductoras ya que proporcionan una matriz para el crecimiento óseo 
en su interior y son débilmente osteoinductoras. Sin embargo pueden 
ocasionar respuesta inmune o ser colonizados por bacterias.6 
Las respuestas biológicas óseas dependerán de las técnicas de 
fabricación, la cristalinidad, porosidad y grado de reabsorción.9El tamaño del poro óptimo para que ocurra la osteoinducción es entre 
100 y 500 µm con un volumen total de poros de 75/80, además los 
compuestos deben ser no inmunogénicos. Para que este tipo de injertos 
tenga éxito el factor importante a considerar es evitar que los tejidos blandos 
interfieran en la cicatrización ósea.9 
 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
38 
 
 3.4 Membranas 
 
3.4.1 Definición 
En 1964 Bjorn informó sobre las membranas por primera vez introdujo el 
concepto de excluir el epitelio del proceso de cicatrización y además por 
parte de Melcher en 1976, discutió los mecanismos biológicos y quizá ellos 
establecieron las bases de lo que hoy se conoce como regeneración tisular 
guiada. Nyman en 1982 informó el uso de membranas utilizando materiales 
de injerto óseo combinados.22 
La membrana actúa como barrera física para evitar que los tejidos de 
crecimiento rápido invadan el espacio del defecto. La integridad estructural 
de la membrana debe mantenerse durante la maduración del tejido y varía 
de acuerdo a la aplicación de los materiales.18 
3.4.2 Condiciones que deben cumplir las membranas: 
 Biocompatibilidad. 
 Integración a los tejidos. 
 Deben excluir fibroblastos o células epiteliales del sitio de 
regeneración ósea, de modo que no se vaya a formar tejido 
conectivo fibroso es su lugar. 
 La membrana tiene que aislarse del tejido circundante y que se 
extienda 2 o 3 mm más allá de los márgenes del defecto. 
 El espacio provisto por la membrana será ocupado por fibrina y las 
células progenitoras vendrán del hueso adyacente. 
 La membrana protege el coágulo de cualquier movimiento del 
tejido adyacente. 
 Humectabilidad, capacidad de adsorber competitivamente las 
proteínas adhesivas celulares. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
39 
 
 Cuando es necesario deben servir las membranas de soporte para 
el material de reposición autólogo u otro, de modo que la forma 
que se requiere por regenerar no se colapse.18,22,23 
 
3.4.3 Membranas Reabsorbibles 
 
Estas membranas presentan capacidad de ser reabsorbidas por el 
organismo. El periodo de reabsorción depende del material que las 
constituye; la ventaja de las membranas reabsorbibles es que el segundo 
estadio quirúrgico o sea su remoción no es necesario.9 Sin embargo, la 
reabsorción precoz y o falta de rigidez de estas membranas parecen ser una 
limitación mecánica significativa debido a que las barreras deben poseer una 
cierta rigidez para prevenir el colapso del defecto y permitir un periodo 
definido de curación de este defecto.7 Si se reabsorben demasiado rápido, la 
consecuente falta de rigidez significa que se requiere apoyo adicional.23 
 
También tienen deficiencias cuando se trata de proteger a los injertos 
particulados. Cuando las membranas están expuestas y/o asociadas con 
reacciones inflamatorias en el tejido adyacente, la actividad enzimática de los 
macrófagos y neutrófilos hace que la membrana se reabsorba rápidamente, 
lo que afecta la integridad estructural del injerto, teniendo como 
consecuencia menor regeneración ósea.18,24 
 
La respuesta de las membranas de fibras de colágena, fueron 
evaluadas y se muestra la formación de fosfatos cálcico en varias fibras .Se 
formaron pocos cristales finamente dispersos sobre las fibras compuestas 
después de 2 semanas de incubación Los resultados mostraron que mayores 
densidades de HA-g-PLLA en la fibra fueron favorables para la nucleación de 
la apatita y el crecimiento de células osteoprogenitoras. (Fig.11)23 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
40 
 
 
 
 
 
3.4.3.1 Clasificación de membranas reabsorbibles 
Se clasifican de acuerdo a su composición en: 
 
 Colágeno. (Tabla 3.)fd 
 PLA-PGA (ácido poliláctico-ácido poli glicólico) son más rígidas, 
muestran una mayor resistencia a la tracción y su tiempo de 
reabsorción es de 6 a 8 semanas. 
 Polímero liquido sintético. 
 Poliglactina. 
 Sulfato de calcio.9,22,23 
 
 
 
 
Fig 11. Cambios morfológicos en las fibras de la membrana después de 5 semanas 
de incubación. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
41 
 
Tabla 3.Clasificación de las membranas reabsorbibles de colágeno. 
Membrana de bicapa: 
Consiste en una capa lisa exterior compacta que está cubierta por una 
película densa particularmente diseñada para evitar la invasión de tejido 
blando, pero permite que las células se adhieran a esta. La capa interna es 
rugosa y porosa, se coloca hacia el defecto óseo con el fin de hacer posible 
el proceso, de invasión de células progenitoras óseas de crecimiento lento y 
por lo tanto, la osificación del defecto, mientras que previene la invasión de 
fibroblastos. Esta membrana se reabsorbe por degradación enzimática a 
través de colagenasas, proteasas, macrófagos y enzimas derivadas de 
leucocitos polimorfonucleares.18,24 
 
MEMBRANAS DERIVADAS BOVINAS 
 
 
Procedentes 
del tendón 
de Aquiles 
Constituidas 
de: 
Estructura: Características 
especificas 
Colágeno tipo I: 
tres cadenas dos 
alfa-1 y una alfa-
2 
con un poro de 
0.0004µm 
Se reabsorbe 
entre 4 a 8 
semanas 
 
Pericardio 
Colágeno tipo I y 
II: tres cadenas 
idénticas alfa-1 
Alto contenido 
de 
hidroxyprolina 
y bajo en 
hidroxiliolisina 
El colágeno tipo 
III contribuye a la 
elasticidad, 
propiedad por la 
que se conoce 
este tipo de 
isoforma 
MEMBRNAS DERIVADAS PORCINO 
 
Pericardio 
El colágeno del 
pericardio porcino 
presenta una 
interconección 
compacta 
Espesor de 0.3-
0.4 mm 
Se reabsorbe 
de 8 a 12 
semanas. 
Favorece un 
cierre de la 
herida con 
menos tensión 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
42 
 
3.5 Polímeros biodegradables 
3.5.1 Ácido poli láctico-co-glicólico (PLGA) 
 
Es un co-polímero biodegradable de manera que produce ácido glicólico y el 
ácido láctico como productos de degradación, ambos ácidos son 
metabolizados en el organismo, razón por la cual ostenta la aprobación para 
su uso en seres humanos.25 
Un andamio es una estructura de soporte para el crecimiento celular; 
se crea un andamio poroso basado en PLGA diseñado para defectos óseos. 
Varias técnicas de procesamiento para la fabricación de los andamios PLGA 
se han desarrollado; como filtración de partículas por medio de disolventes, 
unión de fibras, formación de espuma de gas y secado por emulsión. 
(Fig.12)23 
Para aplicaciones en andamios de tejido óseo, debe proveer adhesión 
celular sin embargo a pesar de ser un material biocompatible y tener está 
característica, la aplicación clínica de estos andamios se ve obstaculizada 
por tener una pobre osteoconductividad y gran respuesta inflamatoria que se 
origina por los subproductos ácidos en la degradación del PLGA.23 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.12 Microscopia electrónica de barrido. Se observa un andamio poroso PLGA 
(Osteofoam TM). 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
43 
 
CAPÍTULO 4 SISTEMAS DE REACCIÓN- DIFUSIÓN 
 
4.1 Definición 
La organización o estructura de los tejidos es un aspecto de interés; se sabe 
que los mecanismos de organización de un tejido responden esencialmente 
a estímulos físicos y químicos. En el tejido óseo se identifica un fenómeno de 
remodelación donde la mineralización del hueso es secundaria a estímulos 
mecánicos de esfuerzo y deformación, así como a estímulos de hormonas 
cuya inestabilidad puede ocasionar procesos como la osteoporosis.17 
Dentro de los mecanismos químicos que se estudian, están los 
sistemas de reacción-difusión. La difusión se define como la dispersión de 
las sustancias involucradas en un proceso de interacción mediante el cual se 
genera o se consumentejido óseo; donde uno o más químicos, llamados 
morfogeneradores, se difunden en un espacio reaccionando entre sí hasta 
que un patrón estable de concentración química. A su vez, dichas 
concentraciones actúan como un estímulo o señal que activa procesos 
celulares como la diferenciación o proliferación e influye de esta manera en 
la organización tisular.17 
 
4.2 Materiales para la fabricación de Sistemas de Reacción-
Difusión 
El objetivo es el desarrollo de un constructo que se implante en el organismo 
y cumpla las funciones del hueso, tanto a nivel celular como estructural, sin 
producir reacciones inmunológicas y permitiendo un crecimiento adecuado 
de tejido óseo.2 
Se sugiere que estén fabricados de materiales compuestos 
(biomateriales / biopolímeros). Esto se debe a que los biomateriales tienen 
excelentes propiedades osteoinductivas pero una baja degradabilidad, y 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
44 
 
dificultad en sus procesos de conformación para controlar las características 
físicas y geométricas requeridas.17,18 Alternativamente, pueden ser diseñados 
por separado y se añaden a la matriz del andamio. Los parámetros incluyen: 
 Capacidad de carga del andamio. 
 Patrón de distribución de la sustancia bioactiva en el andamio. 
 Afinidad de unión y cinética de liberación. 
 Estabilidad y actividad biológica de las biomoléculas.18 
 Los materiales muestran propiedades mecánicas cercanas al hueso 
cortical además de reabsorción, bioactividad y osteoonductividad.17, 
También se concluye que la rigidez del material afecta a los proceso de 
remodelación ósea pues zonas con poca deformación muestran 
reabsorción.14 
4.3 Triada de la Ingeniería Tisular 
Desde el punto de vista biológico, para que se pueda producir la 
regeneración ósea es necesario que estén presentes tres elementos, los 
cuales constituyen la denominada tirada de ingeniería tisular. 
 Andamios o matrices 
Deben tener características por cada tipo de tejido a reparar. La elección del 
material a utilizar es crucial. En ellos se van a adherir, migrar, diferenciarse y 
proliferar las células. Deben aportar un sustrato adecuado para que las 
células puedan llevar a cabo cada una de sus funciones.2,17,24 
Un andamio es preparado a partir de un biomaterial esencial para 
llenar el defecto y para actuar como trasportador de células y/o de los 
factores de crecimiento utilizados en la reparación del defecto.8 (fig.13)fd 
El objetivo del andamio es la interacción celular, por medio de la 
superficie del material, el tamaño del poro va a influir en la cantidad celular 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
45 
 
que pueda adherirse. Por lo tanto, deben ser lo suficientemente grande para 
permitir que las células migren a la estructura, pero lo suficientemente 
pequeño para establecer una superficie especifica.13 
El tamaño ideal del poro varía entre 100 y 500 µm, para una correcta 
osteoconducción siendo necesaria una adecuada vascularización del tejido. 
El tamaño del poro afecta directamente a los procesos de velocidad de 
migración celular.2,18 
 Elementos Celulares 
Los elementos celulares son los responsables directos del evento 
regenerativo: en el tejido óseo serán más precisamente osteoblastos 
precursores del tejido, que se adhieren a la matriz y permiten reconstruir los 
tejidos aportando nutrientes.(Fig.13)fd Además de poseer el efecto 
osteoconductor antes citado, ejerce también un efecto osteogénico, es decir, 
una acción directa de generación de tejido óseo. Actualmente se usan dos 
proteínas recombinantes para fomentar, promover la regeneración del 
reborde edéntulo, la proteína morfogénica ósea BMP 2 y el factor de 
crecimiento derivado de plaquetas. (PDGF)10,13 
 Moléculas Bioactivas (Factores de Crecimiento) 
Se trata de un número muy elevado de señales químicas, la mayor 
parte de naturaleza proteica y peptídica, que desencadenan y modulan los 
diferentes procesos que implican la regeneración ósea. Causando una 
sucesión de eventos que debe ser desencadenado, regulado en su 
desarrollo y finalizado una vez que la regeneración se ha producido.13 
Tanto los factores de crecimiento como los elementos celulares, 
alcanzan la zona injertada por la circulación hemática y/o sintetizados y 
segregados por elementos celulares (a nivel del lecho receptor) 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
46 
 
Van asegurar una correcta interacción entre las células y los 
andamios. Con la finalidad de generar osteoinducción.2,18 (Fig.13)fd 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.4 Mecanismo de Acción 
 
Debido a las restricciones de los defectos óseos, se está intentando 
desarrollar andamios, que sirvan de guía para el crecimiento celular, 
facilitando la formación del nuevo tejido óseo. No se trata de reparar, si no de 
regenerar, estimulando los mecanismos ya presentes de forma natural en el 
organismo.2 
El mecanismo de acción consiste en aislar células del paciente, por 
medio de una biopsia o un método mínimamente invasivo. Con el objetivo de 
lograr una proliferación celular especifica en un andamio tridimensional, bajo 
condiciones de cultivo controladas. Para una vez obtenida una determinada 
población celular, trasplantar este conjunto al defecto óseo, sirviendo como el 
inicio del desarrollo de nuevo tejido óseo dentro del andamio mientras se 
reabsorbe.26 
Fig.13 Elementos fundamentales para la Regeneración ósea. 
 
Triada de la 
ingeniería 
tisular 
Factores de 
Crecimiento 
Andamio 
o Matriz 
Elementos 
celulares 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
47 
 
En el afán de estandarizar estos andamios se realizaron aplicaciones 
digitalizadas de ingeniería de tejidos, lo cual permite establecer un diseño de 
matrices y elaboración de trasferencia celular y génica. Este tipo de 
tecnología se usa con el propósito de definir modelos virtuales 
tridimensionales para planificación quirúrgica empleando datos de tomografía 
computarizada y resonancia magnética.10 
Con este fin se plantea un modelo matemático con la arquitectura del 
hueso esponjoso en un elemento cúbico de longitud 0.44mm como se 
muestra en la (Fig. 14) 26, donde se observan patrones regulares; avance de 
osificación en diferentes instantes, lo cual permite la invasión celular 
osteogénica y condrógénica que produce su degradación y calcificación. De 
esta forma se promueve la formación de las trabéculas, las cuales 
posteriormente se someterán a procesos de remodelado óseo, producto de 
la distribución de esfuerzos sobre el tejido óseo.26,27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 14 Arquitectura de hueso esponjoso como consecuencia de un mecanismo de 
reacción-difusión. Las zonas azules representan cartílago osificado y las rojas 
cartílago sin osificar. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
48 
 
A partir de estos modelos matemáticos, se han desarrollado múltiples 
estudios, donde se incorporan varios procesos incluyendo la evolución y 
degradación del andamio, el crecimiento exógeno, la liberación de factores 
de crecimiento, diferenciación y proliferación osteogénica, angiogénesis, y el 
transporte de nutrientes. (fig.15)14 La porosidad del andamio desempeña un 
papel fundamental en la angiogénesis, el tamaño del poro podría ser 
controlado para adaptar la velocidad de liberación de factores de crecimiento. 
Los poros uniformemente distribuidos en los andamios gradualmente se 
degradan debido a su reabsorción. Los resultados, sugieren un diseño del 
poro, con la combinación de factores de crecimiento con el fin de potenciar la 
regeneración ósea.14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 15 Los diferentes colores denotan varios tipos de células: amarillo célulasmesenquimales, verde osteoblastos, azul osteoblastos activos, rojo vasos 
sanguíneos. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
49 
 
En general todas las teorías propuestas mencionan que la densidad 
ósea se ve afectada por la acción de variables de tipo mecánico debido a la 
aplicación de cargas externas. También influye que cambie el 
comportamiento del sistema de reacción- difusión, el microambiente donde 
se aplique. Por ejemplo, suficiente cobertura de tejidos blandos es crucial 
para restaurar el suministro vascular y proporcionar a las células oxígeno y 
nutrientes. (Fig. 16)27 
 
 
 
 
 
 
 
 
Renovar el tipo 
de tejido y sus 
propiedades 
Adaptación 
celular y tisular 
Teoría de 
mecano 
regulación 
Estímulos 
Biofisica 
Modelo 
macánico 
Fig. 16 Esquema mecanobiológico óseo. 
Tensión, estrés y 
flujo de fluidos 
Proliferación, 
migración, 
formación de 
tejido y 
crecimiento 
Propiedades 
mecánicas 
Carga de 
desplazamiento 
Proceso 
Adaptativo 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
50 
 
4.5 Principios quirúrgicos generales en regeneración ósea 
La anatomía del defecto determina el tipo de injerto, la utilización o no de una 
membrana. Los pasos generales a seguir serían: 
 Anestesia: Se realiza una infiltración local en las zonas tanto donantes 
como receptoras, se recomienda el uso de anestésicos con 
vasoconstrictor para disminuir el sangrado.13 
 Incisión: Es primordial diseñar la incisión de tal modo que se localice 
alejada del defecto para asegurar un cierre correcto. Se practican 
incisiones verticales de relajación si se consideran necesarias. 
(Fig.17)28 
 Colgajo Mucoperióstico: Éste se libera en torno a 4-5 mm más allá de 
los márgenes del defecto. El periostio se diseca mediante instrumental 
romo, creando un colgajo que asegure un cierre primario sin tensión 
tras el procedimiento de regeneración. (Fig.17)28 
 Desbridamiento: El tejido de granulación existente en el defecto debe 
ser eliminado cuidadosamente para evitar un sangrado profuso y 
permitir la visualización de la dimensión de dicho tejido. 
 Eliminación de tejido epitelial: Deben eliminarse todos los restos de 
tejido fibrosoconectivo de la superficie interna del colgajo.28 
 
 
 
 
 
 Fig. 17 Incisión, colgajo mucoperiostico, colocación de injerto. 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
51 
 
 Fijación de la membrana: En el caso de colocar membrana, ésta debe 
de ser adaptada a unos 2-3 mm de cada borde del defecto. En el caso 
de emplear una membrana reabsorbible de colágeno, se puede 
hidratar con suero fisiológico antes de su empleo para facilitar su 
manejabilidad. 
 Perforaciones en la cortical (decorticalización): Favorece el aporte 
hemático y con ello, la llegada de células osteoprogenitoras, asimismo 
realiza un evento inflamatorio localizado con la finalidad de 
desencadenar el aumento de concentración de los factores 
angiogénicos. Si no existe ninguna preparación en el lecho receptor se 
produce interposición de tejido conjuntivo.13,28 
 Colocación de injertos óseos: Éstos son elegidos dependiendo el 
tamaño y tipo de defecto, se tiene que mantener estables y fijos; 
existen tornillos que pueden emplearse para este propósito. Este paso 
es de gran importancia para la revascularización, la incorporación y la 
supervivencia de los injertos.13 
 Colocación de la membrana: A continuación se adapta la membrana 
sobre el injerto; en caso de quedar estable no es necesario ningún 
método de fijación de la misma. Sin embargo, si esta no se mantiene 
estable, resulta necesario asegurar su fijación. 
 Fijación del colgajo: Después de un procedimiento de injerto, el 
colgajo gingival debe cubrir completamente al injerto, es decir la sutura 
es de borde a borde. Asegurando un cierre correcto libre de tensión, 
con el fin de evitar la dehisencia del colgajo y la exposición a las 
bacterias de la cavidad oral, lo que conllevaría a una infección del 
injerto que puede determinar la pérdida del mismo.13 
 Sutura: Lo más importante es evitar que la herida quede en tensión al 
momento de suturar y evaluar que no quede ninguna parte expuesta.28 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
52 
 
CONCLUSIONES 
 
Se realizó una revisión sobre los avances y alternativas de materiales óseos; 
teniendo como enfoque el desarrollo de un injerto que cumpla la 
funcionalidad del hueso y exprese sus propiedades, proporcionando un 
soporte temporal que ayude al proceso de regeneración ósea. Se muestran 
los procesos biológicos, mecánicos, y sus componentes dominantes, lo que 
permite hacer una adecuada selección de materiales como sustitutos óseos, 
útiles en distintas aplicaciones. 
El modelo de reacción difusión permite determinar la formación de la 
arquitectura ósea, a partir del proceso de remodelado, contemplando la 
acción de las células óseas y los diferentes efectos mecánicos, del tejido 
óseo generado. En la actualidad, estas investigaciones emergentes se 
orientan a la incorporación de materiales ajenos al cuerpo con la finalidad de 
auto regeneración de tejido óseo. Sin embrago existen diversos factores que 
pueden impedir la regeneración ósea, entre los que destacan: fallo en el 
aporte vascular, inestabilidad mecánica, defectos de considerables 
magnitudes y reacciones adversas por falta de biocompatibilidad. 
Es importante fomentar este tipo de investigaciones analizando trabajos 
clínicos y experimentales que avalen el comportamiento y mecanismo de 
acción de estos andamios destacando la importancia del concepto de 
reacción-difusión. 
 
 
 
 
 
 REGENERACIÓN ÓSEA CON EL USO DE SISTEMAS DE REACCIÓN-DIFUSIÓN. 
53 
 
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	Portada 
	Índice
	Introducción
	Objetivo
	Capítulo 1. Tejido Óseo
	Capítulo 2. Biomateriales
	Capítulo 3. Biopolimeros
	Capítulo 4. Sistemas de Reacción-Difusión
	Conclusiones
	Referencias Bibliográficas