Modelo microcosmos de biopelícula dental para inducir in vitro la generación de lesiones de caries en dentina

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Resumen

Antecedentes: La caries dental constituye un importante problema clínico y de salud pública, y los modelos experimentales in vitro sonesenciales para estudiar diferentes factores relacionados con la formación de las lesiones y evaluar estrategias remineralizantes y/orestauradoras bajo condiciones controladas. En la literatura actual, se observa una marcada heterogeneidad metodológica en los modelos debiopelícula, lo que limita la comparabilidad y la reproducibilidad en los resultados obtenidos. El presente estudio busca establecer un protocoloestandarizado y reproducible para generar lesiones de caries en dentina mediante un modelo de microcosmos derivado desaliva. Objetivo: Establecer un protocolo in vitro para la generación de lesiones de caries en dentina utilizando un modelo de biopelículamicrocosmos. Métodos: Se definieron dos objetivos específicos. En el primero se realizó una revisión de la literatura en las bases de datosPubMed, Scopus, EMBASE y Web of Science utilizando términos MeSH previamente acordados entre los investigadores. El siguienteobjetivo consistió en el diseño de la fase experimental correspondiente al objetivo dos el diseñó de un modelo experimental con base en losresultados de la revisión. Diez bloques de dentina humana (4 × 4 mm), almacenados en timol al 0.02 %, fueron adelgazados hasta obtenerun espesor de entre 80–100μm, se limpiaron mediante ultrasonido y se documentaron fotográficamente. Resultados: Objetivo 1: La revisiónbibliográfica evidenció una alta heterogeneidad entre los modelos de microcosmos reportados y permitió establecer un protocolo estandarizadoque integra los parámetros metodológicos más consistentes. Siete estudios cumplieron los criterios de inclusión, lo que permitió identificar lasvariables críticas y definir el protocolo propuesto. Las variables clave incluyeron el tipo de sustrato (dentina humana), el medio dealmacenamiento (timol al 0.2 %), la fuente de microbiota (saliva humana de dos donantes sanos), el manejo de la saliva (20 ml preservados conglicerina a −80 °C), el tamaño del disco de dentina (4 × 4 mm), el pulido (lija grano de hasta 600), la esterilización (radiación gamma), el medio decultivo (McBain con sacarosa al 1 %), el ambiente anaerobio y la frecuencia de exposición (2–3 veces al día). Objetivo 2: Siguiendo el protocoloestablecido, se prepararon discos de dentina a partir de molares humanos sanos. Los dientes se seccionaron para eliminar el esmalte y exponerla dentina coronaria, luego se pulieron con lija de grano 600 para obtener bloques estandarizados de 4 × 4 mm. Diez muestras se redujeron a 0.8mm de espesor se verificaron con indicador de carátula Mitutoyo, se limpiaron con alcohol isopropílico al 70 %, se sonicaron en agua desionizadadurante 15 minutos y se almacenaron individualmente en la solución de timol. Las fotomicrografías confirmaron la integridad de las superficiesde dentina sana. Conclusiones: La revisión de la literatura permitió identificar los parámetros experimentales más promisorios en modelos demicrocosmos para inducir caries en dentina, estableciendo una base metodológica sólida para un protocolo reproducible y estandarizado. Estoshallazgos permitieron sugerir un protocolo reproducible para la preparación de muestras de dentina humana sana en el laboratorio deUNICA para ser usados en posteriores retos microbiológicos que permitan establecer modelos microcosmos de caries en dentina garantizandocondiciones controladas, estandarizadas y reproducibles.

Descripción

Abstract

Background: Dental caries is a major clinical and public health problem, and in vitro experimental models are essential for studying differentfactors related to lesion formation and evaluating remineralizing and/or restorative strategies under controlled conditions. Current literatureshows marked methodological heterogeneity in biofilm models, which limits the comparability and reproducibility of the results obtained. Thisstudy aims to establish a standardized and reproducible protocol for generating caries lesions in dentin using a saliva-derived microcosm model.Objective: To establish an in vitro protocol for generating caries lesions in dentin using a microcosm biofilm model. Methods: Two specificobjectives were defined. The first involved a literature review in the PubMed, Scopus, EMBASE, and Web of Science databases using MeSH termspreviously agreed upon by the researchers. Seven studies met the inclusion criteria, allowing for the identification of critical variables and thedefinition of the proposed protocol. The next objective was to design the experimental phase corresponding to objective two: the design of anexperimental model based on the results of the literature review. Ten human dentin discs (4 × 4 mm), stored in 0.02% thymol, were thinned to athickness of 80–100 μm, cleaned using ultrasound, and photographically documented. Results: Objective 1: The literature review revealed highheterogeneity among the reported microcosm models and allowed for the establishment of a standardized protocol that integrates the mostconsistent methodological parameters. Key variables included substrate type (human dentin), storage medium (0.2% thymol), microbiota source(human saliva from two healthy donors), saliva handling (20 ml preserved with glycerin at −80 °C), dentin disc size (4 × 4 mm), polishing (up to600 grit sandpaper), sterilization (gamma radiation), culture medium (McBain with 1% sucrose), anaerobic environment, and exposure frequency(2–3 times daily). Objective 2: Following the established protocol, dentin discs were prepared from healthy human molars. The teeth weresectioned to remove the enamel and expose the coronal dentin, then polished with 600 grit sandpaper to obtain standardized 4 × 4 mm discs. Tensamples were reduced to 0.8 mm thickness, verified with a Mitutoyo dial indicator, cleaned with 70% isopropyl alcohol, sonicated in deionizedwater for 15 minutes, and individually stored in thymol solution. Photomicrographs confirmed the integrity of the healthy dentin surfaces.Conclusions: This systematic review identified the most promising experimental parameters in microcosm models for inducing dentin caries,establishing a solid methodological basis for a reproducible and standardized protocol. These findings enabled the development of a reproducibleprotocol for preparing healthy human dentin samples in the UNICA laboratory for use in microbiological challenges. These challenges allow forthe establishment of microcosm models of dentin caries, ensuring controlled, standardized, and reproducible conditions.

Palabras clave

Desmineralización, Biopelícula Dental, Dentina, Biopelícula, Caries Dental, Modelos

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