Introducción

El PMMA es considerado un gran material utilizado para la fabricación de prótesis e implantes dentales, ya sean parciales o completas y como excelente alternativa al uso de vidrio y al acero inoxidable (^{Frazer et al., 2005}), esto se debe a que presenta diversas ventajas como son: buena estética, fácil reparación, baja absorción de agua, solubilidad y compatibilidad con el tejido humano; estas múltiples propiedades resultan ser beneficiosas para los distintos objetivos que se tienen en las ciencias odontológicas (^{Cervera, 2015}).

Sin embargo, a pesar de los muchos beneficios, el PMMA posee ciertas desventajas que con el paso del tiempo se han trabajado para poder optimizar y hacer de este un material adecuado que pueda ser empleado en distintas ramas de la ciencia de la salud. El principal inconveniente presentado al colocar este material en la cavidad oral es la adhesión microbiana, debido a que las prótesis resultan ser un recurso donde se puede acumular placa y derivado de esto la aparición de infecciones y/o estomatitis (^{Ayuso-Montero et al., 2004}). Para contrarrestar los efectos indeseados del uso de PMMA, diversos estudios han demostrado que la presencia de metales o de óxidos metálicos ayudan a aumentar el efecto desinfectante (^{Totu et al., 2017}; ^{Awad et al., 2018}), por lo cual, incorporando NPs de distintos metales como Ag, Cu, y MgP, a través diversos métodos, se está tratando de encontrar el mejor sistema para ser usado en la cavidad bucal (^{Awad et al., 2019}). En esta revisión sistemática, nos hemos centrado en buscar pruebas experimentales antifúngicas in-vitro sobre la incorporación de NPs metálicas y óxidos metálicos en PMMA, así como conocer la eficacia sobre los efectos antimicrobianos (^{Noronha et al., 2017}; ^{Phakatkar et al., 2020}).

Metodología

La siguiente revisión sistemática está basada en los parámetros presentados por PRISMA (Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses, 2009). La pregunta de investigación que se estableció fue la siguiente: ¿el PMMA con NPs en comparación con el PMMA convencional (sin NPs) tiene mejores propiedades antimicrobianas en las pruebas experimentales? El acrónimo PICO (population, intervención, comparison and outcome), se estableció con base a la pregunta de investigación, en donde: P: Pruebas experimentales in-vitro y antifúngicas. I: PMMA con NPs. C: PMMA convencional. O: Propiedades antimicrobianas. Las hipótesis tanto nula (H₀) como alternativa (H_Λ) se establecieron como se enuncia a continuación:

Estrategia de búsqueda

Las fuentes de información para recaudar los distintos artículos que nos ayudarían en el presente trabajo se obtuvieron de tres bases de datos: ScienceDirect, SciELO y PubMed. La búsqueda de artículos se realizó a partir del día 11 de febrero del 2021, hasta el 1 de septiembre del mismo año.

La forma en la cual se realizó la selección de los artículos que serían incluidos en el análisis se puede observar la Figura 1, y se describe con más detalle a continuación: en la base de datos ScienceDirect se colocó la palabra PMMA en el keywords, obteniéndose un total de 76,992 resultados, se aplicaron los criterios de búsqueda en cuanto al límite de tiempo de publicación, esto fue del año 2016 hasta el año 2021, lo cual redujo los resultados a 26,019, posteriormente se seleccionaron con respecto al área temática medicine and dentistry quedando 2,656 resultados, se agregó la palabra nanoparticles y también PMMA nanoparticles, con una reducción a 167 artículos. Se seleccionaron aquellos artículos que tuvieran las palabras clave PMMA y nanoparticles o bien nanofibers, nanocrystals, o nanodentistry, arrojando la base de datos con este último filtro un total de 17 publicaciones. De estas 17 publicaciones, se consideraron aquellas que estuvieran enfocados al campo odontológico, 7 de ellas cumplieron con este criterio de selección. Por último, se seleccionaron aquellos artículos que mostraran resultados sobre pruebas antimicrobianas in-vitro, quedando 4 documentos, los cuales se incluyeron en la presente revisión. Con lo que respecta a la base de datos SciELO, inicialmente se colocó la palabra PMMA obteniendo un total de180 resultados, se realizó un primer filtro que era dependiente del tiempo, esto fue del año 2016 hasta el año 2019, así, la búsqueda se redujo a 40 resultados, como área temática se seleccionó “ciencias de la salud” dando 0. A este resultado se le sumó la palabra nanoparticles, obteniendo 6 resultados, 4 de ellos estaban relacionados con el campo odontológico y 2 artículos llevaron a cabo pruebas antimicrobianas in vitro, estos fueron integrados para análisis en la presente revisión sistemática. Finalmente, en la base de datos PubMed se empleó la palabra clave PMMA, aquí se obtuvieron 16,681 artículos, se realizaron posteriormente los filtros de selección previamente mencionados en (ScienceDirect). Y, de un total de 5 artículos solamente 1 incluía pruebas antimicrobianas in vitro por lo cual se le incluyó en este trabajo. En total, los resultados mostrados involucran el análisis de 7 artículos.

Fuente: Elaboración de los autores.

Figura 1 Diagrama PRISMA. 

Criterios de selección

Resultados

Después de una extensa búsqueda a través de las tres plataformas, se obtuvieron un total de 7 artículos finales, una vez que se descartaron los duplicados y aquellos que no cumplían con los criterios de inclusión (Figura 1). Posteriormente se realizó un análisis sobre el riesgo de sesgo de los estudios de forma individualizada (Tabla 1), los resultados mostraron que en riesgo alto, en el 42.85% existía ocultación en la generación de la secuencia aleatoria, el mismo porcentaje de resultados incompletos y una selectividad sobre ellos.

En cuanto al riesgo por cegamiento de los evaluadores, el 85.71% de los artículos mostraron riesgo medio, siendo el 14.28% de riesgo bajo. Con respecto al riesgo de sesgo observado en los estudios individuales con base en los métodos utilizados en las pruebas experimentales, en la Tabla 2 se describen las diferencias que existen entre cada prueba experimental.

De los 7 artículos, 4 de ellos evalúan NPs de Ag (AgNPs), de estos, uno valora una mezcla de Ag con sílice (Si). Los 3 artículos que trabajan con AgNPs evalúan su efecto antimicrobiano sobre bacterias como Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus), Streptococcus mutans (S. mutans), bacterias sacarolíticas y Actinomyces y hongos como la Candida albicans (C. albicans). ^{Noronha Victor et al. (2017)} y ^{Campos Verónica et al. (2017)} indicaron el tiempo de observación (24 y 48 hrs) y medios de cultivo empleados en las pruebas experimentales. Campos Verónica et al. (2017) utilizaron un Caldo de Mueller-Hinton y tampón de fosfato; ^{Noronha Victor et al. (2017)} emplearon medio de titanio (Ti) prístino y Ti recubierto. Por otro lado, en la prueba experimental de ^{Gad M. et al. (2017)}, no se indicó el tiempo de observación ni el medio de cultivo, pero sí muestra las concentraciones utilizadas de 0.2 y 2 %. Del mismo modo, ^{Noronha Victor et al. (2017)} indican la concentración de 0.12 %, mientras que ^{Campos de Alba et al. (2017)} omitieron este dato, sin embargo, sí mostraron el número de muestras analizadas (4) y la temperatura de incubación (37 ºC).

En el artículo donde se emplea la mezcla de AgNPs con Si, Paes-Junior et al. (2017) hacen mención sobre el número de muestras (30) analizadas y las concentraciones de prueba (2.5 y 5 %) contra el hongo C. albicans y la bacteria S. mutans.

El resto de los artículos hablan de diferentes NPs prueba. Phakatkar et al. (2019) evalúan el MgP y la hidroxiapatita (HA) incorporada al PMMA convencional, para combatir la E. coli cultivada en un caldo y polvo de lysogeny broth (LB), utilizando 6 muestras con concentraciones de 0, 2.5, 5, 7.5 y 10%, con una incubación de 37.5 ºC por 6, 12 y 24 hrs. ^{Argueta-Figueroa et al. (2018)} realizaron la incorporación de cobre al PMMA convencional sobre 24 muestras, evaluando por el método de dilución en caldo durante 24 hrs., incubadas a 37 ºC; las cepas bacterianas utilizadas fueron: S. aureus, E. coli y Enterococcus faecalis (E. faecalis). Finalmente, ^{Totu Eugenia Eftimie et al. (2017)} realizaron la mezcla de NPs de dióxido de titanio (TiO ₂) al PMMA convencional de 5 muestras con concentraciones de 0, 0.2, 0.4, 1 y 2.5%, evaluando la actividad antimicrobiana por medio de dilución en caldo con una suspensión de microrganismos estandarizada a 0.5 en la escala de McFarland y agar dextrosa Sabouraud (2%) de 48-72 hrs, incubando las pruebas a 37 ºC, la cepa bacteriana fue para Candida scotti (C. scotti).

Adicionalmente, ^{Gad M. et al. (2017)} evaluaron otro tipo de NPs, como: NPs de fibra, aluminas (Al), circonio (Zr), Ti, oro (Au), carbono (C), Si, y refuerzo híbrido con el mismo método que el de la Ag.

En la Tabla 3 se resumen los datos recabados en las pruebas experimentales de cada artículo, los datos mostrados son los que fueron considerados de mayor importancia para el análisis de los resultados y son: 1) tipo de estudio; 2) cepa bacteriana utilizada; 3) tipo de nanopartícula incorporada; 4) tiempo; 5) temperatura; 6) medio de cultivo; 7) número de muestras, y, 7) sus concentraciones.

Como parte de los resultados, en la Tabla 4 se muestra un resumen sobre las propiedades antimicrobianas obtenidas de cada NP evaluada, observando, además, si son capaces de mejorar la propiedad antimicrobiana del PMMA frente a diversas cepas bacterianas como: S. mutans, E. coli, S. aureus, Bacterias sacarolíticas y Actinomyces y hongos como la C. albicans. Otro resultado importante es lo que se obtiene con el Cu, MgP, HA y TiO₂ los cuales contribuyeron a mejorar las propiedades antimicrobianas del PMMA.

En la Tabla 5 se observa el análisis de calidad de los artículos, en donde se compararon distintas características, dándoles una puntuación en escala del 0 al 2. Analizando los artículos utilizados en esta revisión sistemática, y tomando en consideración la calificación adquirida por cada uno, obtuvimos un total de 39 puntos, los que, divididos entre el total de 7 artículos utilizados, generaron una mediana de 5.57, con un rango de 4 a 6.

Discusión

Todos los artículos incluidos en la presente revisión sistemática tuvieron como principal objetivo comprobar que, mediante la adición de fibras, rellenos y nanorrellenos de Ag se pueden mejorar considerablemente las propiedades del PMMA. De acuerdo con los resultados obtenidos, se determinó que se han utilizado distintos tipos de NPs, con la finalidad de mejorar las propiedades antimicrobianas del PMMA. Inicialmente, ^{Phakatkar et al. (2020)} demostraron que la adición de nanohojas bidimensionales de MgP y fibras de HA al PMMA mejoraban las propiedades; sin embargo, la propiedad antimicrobiana contra el E. coli y la S. aureus fue un efecto dependiente de las nanohojas de MgP, debido a que causaban la muerte de las células bacterianas, mecanismo derivado de la alcalinidad, esto en comparación con los resultados obtenidos en NPs de Ag y Au que causan la muerte de las bacterias a través del daño físico (^{Argueta-Figueroa et al. 2018}).

Figueroa et al. (2018) utilizaron NPs de Cu, debido a sus propiedades antimicrobianas; observaron que la adición de cobre al PMMA mejora las propiedades antimicrobianas, pero también observaron un alto nivel de citotoxicidad, lo cual, asimismo, puede darse en condiciones de mezclas del composito final (^{Campos et al., 2017}). El PMMA, a pesar de ser un buen material, presenta proliferación fúngica y bacteriana; no obstante, con las NPs de Cu se observó una mejoría en la inhibición bacteriana, una disminución en la adhesión microbiana y un nivel de citotoxicidad moderado, por lo cual concluyeron que el PMMA con la adición de NPs de Cu presenta mejores propiedades antimicrobianas.

^{Totu et al. (2017)} determinaron que las NPs de TiO₂ tienen efectos antibacterianos en un peso no mayor a 5%, puesto que de ser superado este porcentaje, se podrían afectar las propiedades mecánicas del material. El uso de nanomateriales con una mayor superficie activa permite un efecto antimicrobiano a una dosis mucho menor, sin afectar la estructura del PMMA. De los resultados experimentales cualitativos presentados, las muestras que contenían el 0.4, 1 y 2.5% de NPs de TiO₂ inhibieron el crecimiento de C. scotti en condiciones estándar, según el método de control de toxicidad (DHA). Las pruebas bioquímicas también confirmaron el efecto tóxico sobre las bacterias probadas C. scotti. Como perspectiva, se espera que los nanocompuestos con un contenido de 0.4% de TiO₂ incorporado en el PMMA evite la adherencia y propagación de microrganismos, lo que, a su vez, conduciría a una disminución en la formación de biofilmsobre prótesis dentales (^{Totu et al., 2017}).

En 4 de los 7 artículos que se incluyeron en esta revisión sistemática se alude a que la Ag es el aditamento con mejores resultados, de acuerdo con varios autores como ^{Paes-Junior et al. (2018)}, ^{Campos et al. (2017)}, ^{Noronha et al, (2017)} y ^{Gad et al. (2017)}. Aunque, por otro lado, las NPs de Si recubiertas con Ag (5 y 30 mM) que se han incorporado a resinas acrílicas (PMMA) activas, promueven una acción antimicrobiana frente a C. albicans y S. mutans; este mecanismo se observó cuando se asoció al revestimiento suave o al esmalte; mientras que el PMMA sin la presencia de NPs (grupo de control) no mostró inhibición antimicrobiana (^{Paes-Junior et al., 2018}). En general, la incorporación de NPs de Ag en materiales dentales no ha mostrado alteraciones de las propiedades mecánicas del PMMA, además, confiere una actividad antimicrobiana. Sin embargo, existe cierta preocupación por el riesgo de una polimerización incompleta en resinas y adhesivos combinados con AgNPs, ya que las NPs pueden alterar los procesos físicos y/o químicos, lo cual impactaría negativamente en los resultados clínicos sobre la toxicidad de estos materiales (^{Noronha et al. 2017}). Actualmente, existe poca información sobre la influencia de la liberación/disolución de Ag a través de las matrices compuestas, así como información sobre las propiedades físicas, mecánicas y químicas del compuesto a través del tiempo.

Hoy en día, no existe un material que sea completamente ideal para el uso de dentaduras postizas (^{Ali et al., 2015}), incluso el PMMA por sí solo no tiene propiedades antimicrobianas, por lo tanto, es muy susceptible a la adhesión y colonización bacteriana (^{Argueta-Figueroa et al., 2018}), como resultado de lo anterior, es común que al momento de utilizarlo se le incorporen algunos antibióticos para prevenir infecciones. La falta de esta propiedad (antimicrobiana) produce una baja en las tasas de éxito. Sin embargo, cuando se le han incorporado nanoaditivos en forma de nanoesferas, nanohojas, nanofibras o nanotubos se obtiene una mejora en sus propiedades bactericidas y bacteriostáticas.

Conclusión

El uso de NPs en el PMMA ha presentado muchas ventajas, una de ellas es mejorar sus propiedades antimicrobianas, pues este material por sí solo carece de esta propiedad, haciéndolo más susceptible a la adhesión de microrganismos, pudiendo dar lugar a la aparición de infecciones que resultan perjudiciales para el paciente. Al comparar los diferentes agregados de NPs se concluye que el mejor sistema resulta ser el PMMA adicionado con Ag, porque le brinda una mayor propiedad antimicrobiana sin alterar su uso y/o manipulación, lo cual puede deberse a la baja cantidad de plata agregada (0.03% en peso); seguido de la plata encontramos el TiO₂ al 0.4%, esta incorporación evita que los microrganismos se adhieran, propaguen, colonicen y formen biofilm sobre prótesis dentales. Por último, los óxidos metálicos de Cu y el MgP también han mostrado efectos antimicrobianos, aunque en menor grado. Se necesitan más estudios que permitan esclarecer todos los mecanismos tanto bactericidas como bacteriostáticos.