Introducción: Las células madre dentales son un subgrupo de células madre postnatales que presentan un fenotipo similar al de las células madre mesenquimales. Los biomateriales que se apliquen en tratamientos basados en células madre y enfoques de ingeniería tisular deben presentar ciertas propiedades biológicas, a saber, biocompatibilidad y bioactividad. Entre los biomateriales endodónticos, los materiales hidráulicos a base de silicato de calcio parecen ser candidatos prometedores para los procedimientos endodónticos de base biológica y la ingeniería tisular. Por lo tanto, estos materiales deben expresar propiedades biológicas adecuadas para no interferir o incluso potenciar los procesos reparativos responsables del éxito de estos tratamientos. Objetivo: El objetivo del presente proyecto de tesis doctoral fue evaluar la citocompatibilidad y las propiedades bioactivas de los materiales basados en silicato de calcio sobre la pulpa dental y las células madre periodontales y explorar los mecanismos detrás de su interacción. Metodología: Se presenta un compendio de 5 estudios publicados en revistas indexadas en el Journal Citation Reports (JCR): dos revisiones sistemáticas sobre las propiedades biológicas de los cementos a base de silicato de calcio sobre las células madre del ligamento periodontal y los mecanismos que subyacen a la interacción entre estos materiales y las células madre dentales; y tres estudios experimentales sobre las propiedades biológicas de los nuevos materiales a base de silicato de calcio y las células madre dentales (Totalfill BC Sealer ION+ y las células madre del ligamento periodontal, Theracal PT y las células madre de la pulpa dental, y el AH Plus Bioceramic Sealer y las células madre del ligamento periodontal). Resultados y conclusiones: La citocompatibilidad y las propiedades bioactivas de los materiales hidráulicos a base de silicato de calcio sobre las células madre del ligamento periodontal han sido confirmadas por la síntesis cualitativa de las pruebas disponibles al respecto. Se han dilucidado preliminarmente las propiedades biológicas favorables de dos nuevas formulaciones de selladores a base de silicato de calcio (Totalfill BC Sealer ION+ y el AH Plus Bioceramic Sealer) sobre las células madre del ligamento periodontal. Se han dilucidado preliminarmente las propiedades biológicas favorables de una nueva formulación de cemento de silicato cálcico modificado con resina (Theracal PT) sobre las células madre de la pulpa dental. La participación de varias vías de señalización celular (MAPK (y sus subfamilias ERK, JNK y P38), NF-κB, Wnt/β-catenina, BMP/Smad y CAMKII) en la interacción entre los cementos a base de silicato de calcio y las células madre dentales se ha descrito mediante la síntesis cualitativa de las pruebas disponibles al respecto.

Introduction: Dental stem cells are a subgroup of postnatal stem cells which display a mesenchymal stem cell-like phenotype. The biomaterials to be applied in stem cell-based treatments and tissue engineering approaches need to exhibit certain biological properties, namely, biocompatibility and bioactivity. Among endodontic biomaterials, hydraulic calcium silicate-based materials appear as promising candidates for biologically-based endodontic procedures and tissue engineering approaches. Therefore, these materials should express adequate biological properties to not interfere or even to enhance the reparative processes responsible for the successful outcome of the treatments. Aim: The aim of the present PhD thesis project was to evaluate the cytocompatibility and bioactive properties of calcium silicate-based on dental pulp and periodontal stem cells and to explore the mechanisms behind their interaction. Methodology: A compendium of 5 studies published in indexed journals is presented: two systematic reviews on the biological properties of calcium silicate-based cements on periodontal ligament stem cells and the mechanisms behind the interaction between these materials and dental stem cells; and three experimental studies on the biological properties of new calcium silicate-based materials and dental stem cells (Totalfill BC Sealer ION+ and periodontal ligament stem cells, Theracal PT and dental pulp stem cells, and AH Plus bioceramic sealer and periodontal ligament stem cells). Results and conclusions (key findings): The cytocompatibility and bioactive properties of hydraulic calcium silicate-based materials on human periodontal ligament stem cells have been confirmed by the qualitative synthesis of the available evidence in this regard. The favorable biological properties of two new formulations of calcium silicate-based sealers (Totalfill BC Sealer ION+ and AH Plus bioceramic sealer) on human periodontal ligament stem cells have been preliminarily elucidated. The favorable biological properties of a new dual curing resin-modified calcium silicate cement (Theracal PT) formulation on human dental pulp stem cells have been preliminarily elucidated. The involvement of several cell signaling pathways (MAPK (and its subfamilies ERK, JNK and P38), NF-κB, Wnt/β-catenin, BMP/Smad and CAMKII pathways) in the interaction between calcium silicate-based cements and dental stem cells has been described by the qualitative synthesis of the available evidence in this regard.