Geelsu Hwang: subvención del NIH de 2,6 millones de dólares para el próximo desarrollo

El investigador de Penn Dental Medicine, Geelsu Hwang, recibió una gran subvención de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) para respaldar su desarrollo de tecnología avanzada de implantes dentales.

Se supone que el implante de próxima generación del Dr. Hwang tiene un riesgo menor de falla del implante, en comparación con los implantes convencionales, al prevenir las infecciones que son la principal causa de tales fallas. La subvención R01 de cinco años, por un total de aproximadamente 2,6 millones de dólares, incluidos los costos indirectos, financiará las pruebas iniciales de las propiedades del implante experimental para combatir las bacterias.

"Este es un proyecto muy ambicioso, pero creemos que representa un nuevo paradigma para la tecnología de implantes y para el cuidado de la salud bucal en general", dijo el Dr. Hwang, profesor asistente en la división de odontología restauradora de Penn Dental Medicine.

Durante las últimas dos décadas, los implantes dentales han ganado popularidad como alternativa a los puentes dentales y las dentaduras postizas para reemplazar los dientes perdidos. En los Estados Unidos, cada año se realizan más de cinco millones de cirugías de implantes dentales, según la Academia Estadounidense de Implantología. Sin embargo, al menos un pequeño porcentaje de estos implantes falla en una década, y alrededor del 25% en dos décadas. La razón principal del fracaso del implante es la infección de la encía cercana, que puede extenderse al hueso que rodea el implante, lo que requiere su extracción.

"La falta de un buen sellado entre la estructura del implante y la encía circundante, en comparación con un diente natural, significa que el riesgo de enfermedad periimplantaria es bastante alto", dijo el Dr. Hwang.

El Dr. Hwang, formado como ingeniero, está desarrollando un nuevo tipo de implante que combatiría la infección periimplantaria de dos maneras:

En primer lugar, la corona (el diente artificial que se encuentra encima de la estructura del implante) estará impregnada de nanopartículas hechas de un compuesto químico que protege naturalmente a las bacterias. El Dr. Hwang y su equipo han estado experimentando con el compuesto titanato de bario.

En segundo lugar, la base de la corona, conocida como pilar, contendrá LED que administrarán una dosis diaria de fototerapia al tejido de la encía circundante, emitiendo luz en una longitud de onda, muy probablemente cercana al infrarrojo, invisible para los humanos, dijo el Dr. Hwang. —que tiene propiedades antibacterianas y antiinflamatorias.

Los LED funcionarán con un material piezoeléctrico en la corona que convierte la presión de mordida en energía eléctrica.

La nueva financiación de los NIH respaldará las pruebas de las propiedades antibacterianas de la nueva tecnología de implantes, utilizando cultivos de laboratorio de tejido de encías humanas y, en última instancia, probar implantes en minicerdos como preparación para ensayos clínicos en humanos. Albert Kim de la Universidad del Sur de Florida y Thomas P. Schaer de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania son investigadores principales de la subvención y Dana T. Graves y Jonathan Korostoff de Penn Dental Medicine son coinvestigadores de esta subvención.

El Dr. Hwang recibió una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias el año pasado para apoyar la ingeniería del nuevo dispositivo de implante. Entre otros proyectos de investigación, recibió una subvención exploratoria de los NIH (R21), en abril de 2023, para estudios de un nuevo material compuesto dental piezoeléctrico para empastes. El material generaría una carga eléctrica mejorada en la interfaz debido a la presión mecánica de la masticación, y esto por sí solo inhibiría la colonización bacteriana de la superficie compuesta.

"En principio, podemos utilizar materiales piezoeléctricos para muchas aplicaciones en odontología, incluida la generación de electricidad para acelerar la cicatrización de heridas y el crecimiento óseo, e incluso la alimentación de biosensores que monitorean la salud bucal", dijo el Dr. Hwang.

El Dr. Hwang también es miembro del Centro de Innovación y Odontología de Precisión (CiPD) de Penn Dental Medicine. "Estamos entusiasmados con los logros del Dr. Hwang y ciertamente encarna la misión del CiPD de aportar enfoques de ingeniería para avanzar en la innovación en la medicina dental", dijo Hyun (Michel) Koo de Penn Dental Medicine, cofundador y codirector del CiPD. “Es ingeniero y una estrella en ascenso en odontología; Estamos orgullosos de tenerlo en el equipo docente de CiPD”.

"Estoy encantado de participar en CiPD para conectar varias facetas de la ingeniería y la medicina dental", añadió el Dr. Hwang. "Al colaborar con investigadores, profesionales dentales y otros expertos en el campo, tenemos el potencial de mejorar significativamente la calidad de vida de las personas al mejorar el cuidado de la salud bucal y reducir la prevalencia de enfermedades dentales".