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El esmalte y la dentina, tejidos supervivientes al calor

Evelyn C. Ayala
21/jun/2017

Los peritajes oficiales dicen que los asesinaron y calcinaron en el basurero de Cocula y que sus restos óseos arrojaron señales de ADN de Alexander Mora y de Jhosivani Guerrero, dos de los 43 estudiantes desaparecidos en Iguala, Guerrero, en septiembre de 2014. Aunque se desconoce qué tipo de huesos fueron examinados, un análisis reciente del Instituto de Física revela que el tejido dentario es el más resistente a las altas temperaturas y, por lo tanto, uno de las muestras clave en el proceso de identificación de un cadáver.

El caso de Iguala motivó la investigación de Nancy Vargas Becerril quien estudió metalurgia y ciencia de materiales en el Instituto Politécnico Nacional, además hizo un posdoctorado en la Facultad de Odontología de la UNAM. Actualmente realiza una estancia posdoctoral en el IF en la que colabora con el investigador José Reyes Gasga; se trata de un proyecto sobre el comportamiento de los tejidos dentarios en temperaturas superiores a los 600°C.

Durante el seminario “Efecto de la temperatura en el esmalte y la dentina humana”, Vargas mostró cómo analiza las transformaciones internas en dientes molares, tanto en atmósfera oxidante (aire) como en condiciones de atmósfera inerte (argón).

50 muelas, dos atmósferas y mucho calor

El esmalte es el componente más duro del cuerpo humano formado en 4% de material orgánico y 94% de cristales de hidroxiapatita (HAP). Esta última, es un mineral biocerámico que está formado por átomos de calcio, fósforo e hidrógeno, y, además de encontrarse en los dientes, también es parte de los huesos. El esmalte, a su vez, protege la dentina, el tejido de mayor volumen en el diente constituido por 68% de HAP, 22% de materia orgánica como colágenas y 10% de agua.

Al ser colaboradora en la Facultad de Odontología, Vargas pudo obtener los ejemplares dentarios para su experimentación. “De cada diente se obtienen cuatro muestras porque para hacer un solo análisis ocupábamos gran parte del diente”, dijo Vargas.

La investigadora habla específicamente de las muelas por dos razones: a diferencia de un diente canino o incisivo, las muelas disponen de mayor cantidad de material dentario; y, por otro lado, son las candidatas idóneas para ser eliminadas cuando de estética se trata, lo que propicia que haya más muelas que cualquier otro tipo de diente en los consultorios de la Facultad.

A través de la microscopía óptica, que consiste en la caracterización inicial (determinación de las características particulares) de muestras a partir de la observación en un microscopio de luz, Vargas observó cómo iba cambiando la superficie de las piezas molares al ser calentadas en aire y en atmosfera de argón (gas noble incoloro e inerte).

A cada una de las muestras (50 ejemplares), la investigadora aplicó calor con un horno tubular con un refractario de alúmina, en el cual colocó la pieza molar y controló el flujo de gas en ambas atmósferas (aire y argón). La temperatura incrementó gradualmente durante una hora, desde los 100 hasta los 1,200°C, y después, dejó enfriar. Vargas dice que “el argón evitó el contacto entre sus componentes y los ejemplares”, además de que no interaccionó con la pieza dental al no ser una atmósfera oxidante.

Hasta los 600 °C, en el caso de la atmósfera de aire, superficie del diente presentó cambios de coloración en tonos grisáceos debido a las reacciones de la carbonización que tienen origen en la descomposición del material orgánico; pero fue hasta los 1000°C que el color cenizo se presentó de manera uniforme en todo el tejido. También existió una pérdida de peso en la dentina gracias a una reacción exotérmica (que libera calor) y por lo tanto, se perdió el contenido orgánico a los 300°C.

Resultados: cambios físicos y orgánicos

Los cambios de coloración fueron más bruscos en la atmósfera inerte (argón): el pigmento se extendió hasta el esmalte y la liberación de gases permitió la formación de grietas en ambos tejidos. En cuanto a la estabilidad térmica, se puede hablar de una reacción endotérmica (producida por absorción de calor) ya que no existió interacción con la atmósfera.

Mientras las muestras tuvieron contacto con el calor a 800°C, en ambas atmósferas, se desarrolló un cambio en la dureza de los tejidos, que si bien en el esmalte fue casi nulo, en la dentina aumentó. Esto, debido a que “los tejidos se comportan como un composito dúctil (blando), gracias al material orgánico contenido en los túbulos dentarios, mientras que la parte inorgánica aporta cierta dureza, al combinar ambas propiedades”, afirmó la investigadora.

Además de los cambios físicos del esmalte y la dentina, Vargas observó, a través de rayos X, la presencia de una segunda fase en la hidroxiapatita (HAP) denominada beta tricálcico, que apareció en la dentina a los 600°C, tanto en aire como en argón; pero para el esmalte, en aire se dio a los 400°C y en argón a los 600°C, debido a que hay mayor cantidad de cerámico.

“Otra de las conclusiones del trabajo es que el aumento de la temperatura en ambos tejidos da como resultado que la celda cristalina de la HAP se aproxime a los valores de la celda cristalina de una HAP estequiométrica (rica en calcio)”, aseguró la investigadora.

Tanto Nancy Vargas como José Reyes Gasga planean publicar su investigación en los próximos meses. Aunque las pruebas no las efectuaron sobre la muestra del caso de Guerrero, están convencidos de que su trabajo contribuirá en el área forense con el fin de establecer los cambios estructurales presentes en el tejido dentario ante la presencia del calor. “Tendríamos que analizar específicamente esas muestras para poder emitir algún juicio”, dijo Vargas.