Un cepillo de dientes que genera su propia electricidad con cada pasada podría ofrecer una nueva forma de combatir a los microbios que provocan las caries y las enfermedades de las encías.
Los cepillos convencionales dependen del fregado físico para eliminar la placa de los dientes y las encías. Pero incluso tras un cepillado minucioso, algunas bacterias permanecen y comienzan a reconstruir la placa. Para resolver ese problema, investigadores han desarrollado un cepillo de dientes autopropulsado que convierte la fricción del cepillado en una carga eléctrica. Esa electricidad está destinada a eliminar las bacterias que promueven la placa y evitar que se obreren colonias en los dientes.
“Es estupendo disponer de enfoques nuevos que en verdad potencian el efecto de la limpieza mecánica,” dijo Nicholas Jakubovics, microbiológo bucal de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido, quien no participó en el estudio. “La idea de que la superficie del cepillo de dientes esté activamente haciendo algo es realmente interesante.”
El cepillo experimental tiene cerdas hechas de PVDF, un plástico que genera electricidad cuando se dobla; este tipo de materiales productores de energía se conocen como piezoeléctricos. A medida que las cerdas se flexionan durante el cepillado, producen una carga eléctrica que luego desencadena reacciones químicas en la saliva y el agua. Estas reacciones liberan especies reactivas de oxígeno (ROS), que son moléculas altamente reactivas capaces de dañar las células bacterianas.
Incluso cuando las cerdas no se estén usando para cepillarse, llevan una leve carga superficial que ayuda a evitar que las bacterias se adhieran a la cabeza del cepillo cuando el cepillo no está en uso, según informó el equipo el miércoles (4 de noviembre) en la revista Science Advances.
En pruebas de laboratorio donde el cepillo se utilizó sobre gérmenes aislados, sus cerdas electrificadas mataron a más de la mitad de las bacterias Streptococcus mutans presentes. Estos microbios contribuyen a la caries. En comparación, las cerdas de nylon mataron solo el 9% de las bacterias. También redujeron los niveles de Porphyromonas gingivalis, una bacteria vinculada con la enfermedad de las encías, hasta en un 78%, mientras que los cepillos de nylon las redujeron en menos del 8%.
Cuando los investigadores añadieron un antioxidante —un compuesto que neutraliza las ROS—, el efecto antibacterial del nuevo cepillo desapareció en gran medida, lo que subraya que las ROS probablemente sean la clave de sus efectos.
El equipo también encontró que la actividad de ciertos genes en both S. mutans y P. gingivalis cayó tras la exposición a las cerdas electrificadas. Estos genes participan en la elaboración de transportadores de la familia ABC (ATP-binding cassette) —bombas moleculares que ayudan a transportar nutrientes esenciales a través de las membranas celulares bacterianas. Los investigadores sospechan que interrumpir este sistema dificulta la supervivencia y la adhesión de estos microbios a los dientes.
Pero Jakubovics no quedó convencido con esa parte de la explicación del equipo. “Los transportadores ABC transportan todo tipo de cosas”, dijo, añadiendo que los hallazgos no muestran de manera clara cómo los cambios en estos genes afectaron a las bacterias.
Los investigadores también evaluaron el nuevo cepillo frente a biofilms de placa —comunidades resistentes de bacterias que se agrupan y se adhieren a las superficies dentales. Para el experimento, cultivaron placa dental humana sobre esmalte de diente de vaca y encontraron que el cepillo eliminó más del 99% del biofilm, superando a un cepillo regular de nylon.
Finalmente, el equipo pasó a pruebas en humanos, poniendo a prueba el cepillo en 115 adultos con inflamación de las encías o caries. Estos participantes se asignaron al azar para usar ya sean los nuevos cepillos o los cepillos tradicionales de cerdas de nylon dos veces al día durante tres meses. (El estudio no indicó si los participantes notaron alguna diferencia en la sensación al usar los cepillos electrificados.)
Al concluir el ensayo, los participantes que utilizaron las cerdas electrificadas presentaron menos placa, menos inflamación de las encías y menos sangrado que los que usaron cepillos comunes. Las muestras de placa también mostraron que las personas que usaron cepillos electrificados presentaron niveles más bajos de bacterias asociadas a enfermedades orales y niveles más altos de bacterias beneficiosas, que se han reportado previamente que suprimen bacterias orales dañinas y apoyan la salud bucal.
Los investigadores piensan que las bacterias vinculadas a la enfermedad pueden tener membranas celulares relativamente frágiles, lo que las hace más vulnerables al daño de las ROS que las bacterias beneficiosas. Es una teoría que requiere más estudio, por lo que no está completamente claro cuán selectivo es el cepillo contra las bacterias que causan la placa.
En una prueba de durabilidad del cepillo, las cerdas de PVDF conservaron su estructura y sus propiedades eléctricas durante tres meses de uso simulado. Células de ratón cultivadas en laboratorio expuestas repetidamente al material del cepillo no mostraron signos de daño, y cepillar sobre esmalte de diente de vaca no aumentó la rugosidad de la superficie. Sin embargo, estas pruebas no pueden establecer si el uso repetido de estos cepillos es seguro para los humanos.
“Nos gustaría asegurarnos de que sea seguro para los tejidos a largo plazo”, comentó Jakubovics. Señaló que, en pruebas de laboratorio, las bacterias se cultivan directamente sobre las cerdas y están expuestas a su electricidad durante horas, “mientras que, en la realidad, en la boca, tu cerda solo está en contacto con el diente o el tejido oral durante un tiempo muy corto.”
El ensayo con humanos ofrece cierta visión de cómo funciona el cepillo en la vida real, pero fue relativamente pequeño. Se necesitarán estudios más amplios para saber si el cepillo ofrece una ventaja significativa frente a los cepillos convencionales. Por ahora, Jakubovics considera el estudio reciente como una simple prueba de concepto; aún se requieren más información y datos clínicos más convincentes, enfatizó.
Este artículo es solo para fines informativos y no pretende ofrecer consejo médico.
