Síntesis de nanopartículas de litio y evaluación de su citocompatibilidad y capacidad para estimular la diferenciación osteogénica in vitro de células madre de la pulpa dental

Abstract

Introducción: Actualmente la reconstrucción de defectos óseos del complejo cráneo–máxilo–facial, es un desafío en el campo odontológico y se requieren terapias clínicas más eficientes para lograr la regeneración de tejido óseo. El litio es un elemento con demostradas propiedades osteogénicas in vitro e in vivo. Sin embargo, este elemento no ha sido estudiado como nanopartícula. En este trabajo, se estudió la síntesis de nanopartículas de litio (nLi) y se evaluaron sus propiedades osteogénicas in vitro. Objetivos: Sintetizar partículas de litio con tamaño nanométrico y evaluar su citocompatibilidad y capacidad para estimular la diferenciación osteogénica in vitro de células madre de pulpa dental. Materiales y métodos: Se sintetizaron nLi utilizando distintos agentes separadores: polivinil alcohol (PVA), polivinil pirrolidona (PVP) y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTA), en conjunto con distintos métodos de síntesis. Los productos sintetizados fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía infrarroja transformada de Fourier de reflexión total atenuada (FTIR-ATR) y espectrofotometría. La bioactividad in vitro se evaluó mediante la capacidad para inducir la formación de apatita tipo ósea en fluido fisiológico simulado (SBF). Se evaluó citocompatibilidad de las nanopartículas y su capacidad para estimular la diferenciación osteogénica, utilizando células madre de pulpa dental de terceros molares. Resultados: El método de liofilización y usando PVA como agente separador (PVA/nLi) permitió sintetizar nLi en polvo, con el menor tamaño (~88 nm) de partícula y mayor rendimiento. Se comprobó que las nanopartículas corresponden a Li2CO3. Las PVA/nLi son capaces de inducir la formación química de apatita tipo ósea en SBF, mostraron ser citocompatibles y aumentan la actividad enzimática de fosfatasa alcalina (ALP) así como la expresión del gen RUNX2 en células madre, 2 ambos marcadores asociados al proceso de diferenciación osteogénica. Las PVA/nLi también mostraron una liberación sostenida de iones litio en el tiempo. Conclusión: nLi pueden ser sintetizadas en forma de polvo por medio de una ruta simple y usando preferentemente PVA como agente separador. Las nanopartículas inducen la mineralización de apatita en SBF, son citocompatibles y promueven la diferenciación osteogénica in vitro de células madre. Las propiedades bioactivas exhibidas por las PVA/Li podrían ser de utilidad para el mejoramiento de tratamientos de reconstrucción ósea.