Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu
při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
Myron Nevins, DDS1, Marcelo Camelo, DDS2, Nicola De Angelis, DDS3, James J. Hanratty, DDS4,
Wahn G. Khang, DMD5, Jong-Jin Kwon, DDS, PhD6, Giulio Rasperini, DDS7, Isabella Rocchietta, DDS8,
Peter Schupbach, PhD9, David M. Kim, DDS, DMSc10
Cílem této studie bylo zjistit potenciál granulí xenogenního materiálu (bovinní spongiózní
kosti) pro tvorbu vitální kosti v prostoru pod nadzdviženou Schneiderskou membránou při
operaci sinus-lift. U 14 pacientů bylo provedeno 14 sinus-liftů. Chirurgický výkon proběhl
bez komplikací, při kontrolním rentgenu byl patrný dostatečný objem rentgenkontrastního
materiálu umožňující ve všech případech zavedení implantátů. Implantáty se zaváděly šest
měsíců po augmentaci a při tomto výkonu se současně odebraly vzorky augmentované kosti,
kdy se potvrdila přítomnost novotvořené kosti. Histologická kontrola odebraných kostních
válečků odhalila, že granulky xenogenního materiálu byly integrovány a obklopeny pletivovou a lamelární kostí, které byly s granulkami materiálu v těsném kontaktu. Průměrná hodnota nově tvořené kosti po šesti měsících činila 27,5 % ± 8,9 %. Tvorba vitální kosti za pomocí granulek xenogenního materiálu byla ověřena jak klinicky, tak histologicky.
Souhrn
(Int J Periodontics Restorative Dent, ročník 31, 2011)
Úvod
Současné techniky sinus-liftu se ukázaly jako
bezpečné a účinné metody pro vytvoření dostatečného objemu vitální kosti v pneumatizovaných čelistních dutinách umožňující zavedení implantátů.
Na trh bylo uvedeno množství biokompatibilních
a nevitálních osteokonduktivních náhražek vlastní
kosti pro minimalizaci použití vlastní (autogenní)
kosti, která se dlouho považovala za „zlatý standard“ díky vysokému stupni biologické přijatelnosti a předpokládaným osteogenetickým vlastnostem.
Associate Clinical Professor, Division of Periodontology,
Department of Oral Medicine, Infecti and Immunity, Harvard School of Dental Medicine, Boston, Massachusetts,
USA
2
Institute for Advanced Dental Studies, Belo Horizonte,
Brazílie
3
Assistant Professor, University of Genoa, Genoa, Itálie
4
Private Practice, Swampscott, Massachusetts, USA
5
Clinical Assistant Professor, Department of Periodontics, University of Maryland Dental School, Baltimore,
Maryland, USA
6
Professor, Department of Implant Center, Korea University Anam Hospital, Seoul, Jižní Korea
7
Associate Professor, Department of Periodontology,
School of Dentistry, University of Milan, Milan, Itálie
8
Department of Periodontology, School of Dentistry, University of Milan, Itálie
9
PSchupbach Histology, Research Laboratory, Biomaterials, Horgen, Švýcarsko
10
Assistant Professor, Division of Periodontology, Department of Oral Medicine, Infection and Immunity, Harvard
School of Dental Medicine, Boston, Massachusetts,
USA
Bovinní xenogenní materiály byly podrobeny
zevrubnému výzkumu a získaly si oblibu mezi
zubními lékaři pro jejich podobné chemické
a fyzikální vlastnosti s humánním kostním materiálem. Ukázaly se jako účinné při tvorbě vitální
kosti v pneumatizovaných čelistních dutinách
a jsou spojeny s vysokou mírou přežití implantátů. Bylo dosaženo 98,1 % přežití u 1025 implantátů zavedených do 406 sinus-liftů augmentovaných
bovinními xenogenními materiály. Průměrná délka zatížení činila 42 měsíců. Granulky xenogenního hydroxyapatitu (Endobon, Biomet 3i) získané
ze spongiózní bovinní kosti slouží jako neresorbovatelný osteokonduktivní lešení (obr. 1). Kom-
1
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
Obr. 1 Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje granulky
xenogenního materiálu o velikosti 500–1000 μm vyrobené
unikátním dvoustupňovým tepelným procesem.
53
Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
Obr. 2a Preparace laterálního kostního okénka v maxile.
a
Obr. 2b Prostor získaný nadzdvižením Schneiderské membrány se vyplnil granulkami xenogenního materiálu o velikosti 500–1000 μm.
b
Obr. 3a, 3b CT snímek před (a) a šest měsíců po augmentaci (b) ukazuje objem rentgenokontrastního materiálu v sinus maxillaris.
pletní deproteinizaci a destrukci potenciálních
zbytků baktérií, virů a prionů zajišťuje unikátní
dvoustupňový tepelný proces (pyrolýza při teplotě nad 900 °C a sintrování při teplotě nad
1200 °C). V ortopedii se používá jako kostní náhražka při chirurgii ruky, zápěstí, páteře a kolene.
Cílem této studie bylo zjistit potenciál granulí xenogenního materiálu při tvorbě vitální kosti
v prostoru pod nadzdviženou Schneiderskou
membránou při operaci sinus-lift.
54
Metody a materiály
Studie byla provedena v šesti různých zařízeních a zahrnovala celkem 14 pacientů (věkové
rozpětí 42–60 let) s nutností provedení otevřeného
sinus-liftu před zavedením implantátů. Všichni
pacienti byli zdrávi, bez kontraindikace k chirurgickému výkonu. Připravil se informovaný
souhlas podle helsinské deklarace z roku 1975
(revize z roku 2000) a probandi byli ústně
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
a písemně poučeni o studii včetně rizik, přínosů
a možností alternativní terapie. Před započetím
studie se u každého účastníka studie zhotovil intraorální rentgenový snímek a CT snímek, které
odhalily v postranních úsecích maxilly kost s vertikální dimenzí 5 a méně mm.
Vlastní chirurgický výkon se provedl v lokální
anestezii (2 % lidokain s přídavkem adrenalinu
v koncentraci 1 : 100 000) po odklopení mukoperiostálního laloku. Laterální kostní okénko se preparovalo buď pomocí piezoelektrického přístroje nebo diamantovou kuličkou v rovném násadci (obr.
2a). Obnažená Schneiderská membrána se poté
opatrně nadzdvihla až k mediální stěně, aby se vytvořil dostatečný prostor pro augmentát. Vytvořený
prostor se postupně vyplnil granulkami xenogenního materiálu o velikosti 500 až 1000 μm (Endobon)
(obr. 2b), které se překryly resorbovatelnou kolagenní membránou (OsseoGuard, Biomet 3i). Provedla se pečlivá adaptace a sutura laloku, aplikovala se analgetika a antibiotika. Klienti obdrželi písemné instrukce k pooperační péči a ke kontrole
a k odstranění stehů se dostavili za 1–2 týdny.
Šest měsíců po výkonu se odebrala z augmentovaného místa biopsie pomocí 3 mm trepanu
(Biomet 3i). Všechny biopsie se odebraly ve vertikálním směru jako součást preparace štoly pro implantát. Odebrané kostní vzorky se bezprostředně
uložily do roztoku formalínu a odeslaly k histologickému a histomorfometrickému vyšetření.
Světelný mikroskop
Odebrané kostní vzorky se zafixovaly do pryskyřice (Technovit 7200 VC) a následně se postupně kompletně dehydratovaly v etanolu. Polymerované bločky se postupně ztenčily, aby se dosáhlo co nepřesnějšího obrazu odebrané tkáně. Nejdříve se vytvořily 100 μm plátky získané diamantovou žiletkovou pilou při tlaku 50–100 g. Finální
tloušťky 40 μm bylo dosaženo postupným leště-
XG
MS
NB
NB
ním pomocí brusného papíru o zrnitosti 1200,
2400 a 4000. Jednotlivé vzorky se obarvily toluidinovou modří/pyroninem G.
BSEM – Backscatter scanning eletron microscopy
Po analýze vzorků ve světelném mikroskopu se
vzorky vyšetřily elektronovým skenovacím mikroskopem (Supra 40VP).
Výsledky
Klinické a radiologické vyšetření
U 14 pacientů se provedlo 14 otevřených sinusliftů. Chirurgické výkony proběhly bez komplikací, na rentgenu byla patrná rentgenokontrastní oblast (augmentát) v objemu dostatečném pro zavedení implantátů (obr. 3a, 3b). Po odklopení laloku
šest měsíců po augmentaci byla patrná tvorba nové kosti.
Světelný mikroskop
Histologické vyšetření augmentované oblasti
čelistní dutiny umožnilo vyšetřit kvalitu a kvantitu nově vytvořené kosti a zbytků augmentačního
materiálu (obr. 4a, 4b). Granulky xenogenního
materiálu byly integrovány a obklopeny pletivovou kostí (obr. 5a, 5b). Okolo některých granulí
byl pozorován lem osteoblastů ve fázi ukládání
osteoidní matrix (5c–e). Okolo granulí nebyly přítomny zánětlivé buňky a nebyly zde zřejmé známky resorpce xenogenního materiálu. Prokázalo se,
že pletivová kost se remodeluje a postupně zraje
v dobře organizovanou kost lamelární (obr. 6a,
6b).
Vyšetření elektronovým mikroskopem
a histomorfometrická analýza
Snímky z elektronového mikroskopu odhalily
přítomnost nově tvořené kosti obklopující granule
xenogenního materiálu (obr. 7a, 7b) a umožnily
rozlišení kosti a nemineralizované tkáně, díky
denznímu a bílému vzhledu a tvaru.
NB
PB
NB
XG
XG
XG
a
NB
NB
CT
NB
Obr. 4a, 4b Histologický obraz dvou různých vzorků odebraných šest měsíců po augmentaci ukazuje původní kost (PB),
novou kost (NB), zbytky granulí xenogenního materiálu (XG)
a prostor vyplněný pojivem a kostní dření (CT/MS).
NB
NB
XG
XG
XG
MS
PB
PB
NB
b
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
55
Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
Obr. 5a, 5b (a) Granule xenogenního materiálu (XG) jsou integrovány a obklopeny
pletivovou kostí (WB). (b) Zvětšená oblast
označená kroužkem na obrázku 5a. CT =
pojivová tkáň.
CT
XG
WB
XG
CT
WB
WB
XG
XG
CT
WB
a
b
Osteoblasts
XG
XG
XG
WB
Osteoids
XG
WB
WB
WB
XG
WB
Osteoids
Osteoid
XG
CT
c
e Osteoblasts
d
Osteoblasts
Obr. 5c–e V okolí některých xenogenních granulí byl pozorován lem osteoblastů ve fázi ukládání osteoidní matrix. XG = xenogenní
augmentační materiál; WB = pletivová kost; CT = pojivová tkáň.
Obr. 6a, 6b Některé oblasti nově vytvořené
kosti jsou ve stádiu remodelace, zrající
přes stádium pletivové kosti (WB) v dobře
organizovanou lamelární kost (LB). XG =
granule xenogenního materiálu
LB
LB
XG
XG
XG
WB
XG
XG
WB
XG
WB
XG
LB
a
XG
a
LB
b
NB
NB
XG
XG
NB
1 mm
PB
Obr. 7a, 7b Elektronový snímek situace na obrázku 4a (a) a 4b
(b) umožňuje rozlišení zbývajících granulí xenogenního materiálu (bílé oblasti) od vlastní a regenerované kosti (šedé oblasti). XG = granule xenogenního materiálu; NB = nová kost;
PB = vlastní kost.
NB
NB
XG
XG
XG
NB
a
56
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
Patient
Tab. 1 Procentuální
zastoupení nově tvořené
kosti, zbytků granulí
xenogenního
augmentačního
materiálu, prostoru
vyplněného
pojivem/kostní dření.
NB (%)
XG (%)
CT/MS (%)
1
39,7
35,4
24,9
2
22,7
17,4
59,9
3
19,6
26,4
54,0
4
16,2
14,0
69,8
5
24,0
28,3
47,7
6
43,6
16,6
39,8
7
28,0
21,8
50,2
8
20,3
10,3
69,4
9
32,5
25,4
42,1
10
41,9
10,5
47,6
11
24,1
5,0
70,9
12
30,9
27,4
41,7
13
21,5
30,1
48,4
14
19,8
30,2
50,0
27,5 ± 8,9
21,3 ± 9,1
51,2 ± 12,9
Mean ± SD
NB = nově tvořená kost; XG = granule xenogenního materiálu; CT/MS = pojivová tkáň/kostní dřeň; SD = standardní odchylka
Kostní biopsie umožnila kvantifikaci procentního zastoupení vitální kosti, zbytků augmentačního
materiálu, a prostoru vyplněného pojivem a kostní
dření. Průměrný procentuální přírůstek nově tvořené kosti šest měsíců po augmentaci činil 27,5 %
± 8,9 %. Průměrné procentuální zastoupení zbylého augmentačního materiálu a pojivové tkáně/kostní dřeně činilo 21,3 % ± 9,1 % a 51,2 %
± 12,9 % (tab. 1).
Diskuze
Předchozí studie zjistily vysokou úspěšnost
dentálních implantátů zavedených do augmentovaných oblastí sinus-maxillaris s využitím 100 %
bovinních kostních derivátů.
Současné klinické a histologické analýzy poskytly informace o struktuře a kvalitě nově tvořené kosti, když pro augmentaci sinus maxillaris byly použity granulky xenogenního materiálu. Histologická analýza odhalila signifikantní formaci
nové kosti v kontaktu s vlastní (původní) kostí,
která byla podmíněna nadzdvižením Schneiderské
membrány umožňující vrůstání buněk a cév a tím
tvorbu nové kosti vycházející ze stěn a dna čelistní dutiny. Přítomnost lemu osteoidu a osteoblastů
ve vzorcích v době odběru provedení biopsie jasně ukazuje na pokračující tvorbu kosti. Je možné,
že množství vitální kosti by se zvýšilo, pokud by
se biopsie provedla později. Tvorba nové kosti
z xenogenního augmentačního materiálu je pravděpodobně závislá na čase.
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
Granule xenogenního materiálu použité v této
studii prošly dvoukrokovým procesem při vysoké
teplotě zahrnující sintrování, které má za následek
tvorbu krystalické struktury u více než 95 % částic hydroxyapatitu (HA), což vysvětluje pomalou
resorpci augmentovaného materiálu. Rychlost resorpce HA se zvyšuje s poklesem krystality,
a krystalita silně závisí na sintrovací teplotě.
Vysoká sintrovací teplota snižuje zvýšením krystality odbourávatelnost biomateriálu.
Růstové faktory jako rekombinační lidský morfogenetický protein-2 (rhBMP-2) a rekombinační
lidský destičkový růstový faktor BB se při sinusliftu využívají ve spojení s různými materiály.
U HA se zkoumalo, zda může fungovat jako nosič
růstových faktorů (např. bFGF – basic fibroblast
growth factor, rekombinantní transformační růstový faktor-β1 a 2 a rhBMP-2). Cylindry HA pokryté rhBMP-2 vykazovaly ve srovnání s nepokrytými HA cylindry výrazně vyšší tvorbu nové kosti
v oblasti implantátů s v podstatě kompletní kostní
inkorporací v uměle vytvořených kostních defektech na zvířecím modelu. Na zvířecím modelu defektů kondylů femuru HA cylindr pokrytý rhbFGR
vykazoval podobnou míru angiogeneze jako autogenní kostní štěp. Kinetika adsorpce je důležitý
parametr pro kompozitní materiál kombinovaný
s růstovým faktorem a granulky xenograftu mohou
být v této léčebné modalitě velmi důležité.
Pro zjištění toho, co se stane se zbylými granulemi xenogenního kostního materiálu v sinus-liftu
57
Implantologie
Účinnost aplikace granulí xenogenního materiálu při otevřeném sinus-liftu – klinické a histologické zhodnocení
jsou třeba dlouhodobé klinické studie a dodatečný
čas hojení může ukázat kontinuální tvorbu zralé
kosti.
14. Kehr P, Gosset F. Endobon as a bone substitute in spine surgery. Preliminary
study in 11 patients. Eur J Orthop Surg Traumatol 2000; 10: 217–221.
Závěr
16. Khodadadyan-Klostermann C, Liebig T, Melcher I, Raschke M, Haas NP.
Osseous integration of hydroxyapatite grafts in metaphyseal bone defects of
the proximal tibia (CT-study). Acta Chir Orthop Traumatol Cech 2002; 69:
16–21.
Granule osteokonduktivního xenogenního materiálu umožňují prediktabilní tvorbu vitální kosti,
což potvrzují klinické i histologické výsledky.
Literatura
1. Wallace SS, Froum SJ. Effect of maxillary sinus augmentation on the survival
of endosseous dental implants. A systematic review. Ann Periodontol 2003; 8:
328–343.
2. Del Fabbro M, Testori T, Francetti L, Weinstein R. Systematic review of survival rates for implants placed in the grafted maxillary sinus. Int J
Periodontics Restorative Dent 2004; 24: 565–577.
3. Fugazzotto PA, Vlassis J. Report of 1633 implants in 814 augmented sinus
areas in function for up to 180 months. Implant Dent 2007; 16: 369–378.
4. Pjetursson BE, Tan WC, Zwahlen M, Lang NP. A systematic review of the success of sinus floor elevation and survival of implants inserted in combination
with sinus floor elevation. J Clin Periodontol 2008; 35(suppl): 216–240.
5. Kim DM, Nevins ML, Camelo M, et al. The efficacy of demineralized bone
matrix and cancellous bone chips for maxillary sinus augmentation. Int J
Periodontics Restorative Dent 2009; 29: 415–423.
6. Valentini P, Abensur D, Wenz B, Peetz M, Schenk R. Sinus grafting with porous bone mineral (Bio-Oss) for implant placement: A 5-year study on 15 patients. Int J Periodontics Restorative Dent 2000; 20: 245–253.
7. Valentini P, Abensur DJ. Maxillary sinus grafting with anorganic bovine bone:
A clinical report of long-term results. Int J Oral Maxillofac Implants 2003;
18: 556–560.
8. Ferreira CE, Novaes AB, Haraszthy VI, Bittencourt M, Martinelli CB,
Luczyszyn SM. A clinical study of 406 sinus augmentations with 100% anorganic bovine bone. J Periodontol 2009; 80: 1920–1927.
9. Jensen SS, Terheyden H. Bone augmentation procedures in localized defects
in the alveolar ridge: Clinical results with different bone grafts and bone-substitute materials. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24(suppl): 218–236.
10. Nevins M, Garber D, Hanratty JJ, et al. Human histologic evaluation of anorganic bovine bone mineral combined with recombinant human plateletderived
growth factor BB in maxillary sinus augmentation: Case series study. Int J
Periodontics Restorative Dent 2009; 29: 583–591.
11. Lambert F, Lecloux G, Rompen E. One-step approach for implant placement
and subantral bone regeneration using bovine hydroxyapatite: A 2- to 6-year
follow-up study. Int J Oral Maxillofac Implants 2010; 25: 598–606.
15. Baer W, Schaller P, Carl HD. Spongy hydroxyapatite in hand surgery—A five
year follow-up. J Hand Surg Br 2002; 27: 101–103.
17. Scarano A, Pecora G, Piattelli M, Piattelli A. Osseointegration in a sinus augmented with bovine porous bone mineral: Histological results in an implant
retrieved 4 years after insertion. A case report. J Periodontol 2004; 75:
1161–1166.
18. Traini T, Valentini P, Iezzi G, Piattelli A. A histologic and histomorphometric
evaluation of anorganic bovine bone retrieved 9 years after a sinus augmentation procedure. J Periodontol 2007; 78: 955–961.
19. Wallace SS, Froum SJ, Cho SC, et al. Sinus augmentation utilizing anorganic
bovine bone (Bio-Oss) with absorbable and nonabsorbable membranes placed
over the lateral window: Histomorphometric and clinical analyses. Int J
Periodontics Restorative Dent 2005; 25: 551–559.
20. Cordaro L, Bosshardt DD, Palattella P, Rao W, Serino G, Chiapasco M.
Maxillary sinus grafting with Bio-Oss or Straumann Bone Ceramic:
Histomorphometric results from a randomized controlled multicenter clinical
trial. Clin Oral Implants Res 2008; 19: 796–803.
21. Artzi Z, Kozlovsky A, Nemcovsky CE, Weinreb M. The amount of newly formed bone in sinus grafting procedures depends on tissue depth as well as the
type and residual amount of the grafted material. J Clin Periodontol 2005; 32:
193–199.
22. Busenlechner D, Huber CD, Vasak C, Dobsak A, Gruber R, Watzek G. Sinus
augmentation analysis revised: The gradient of graft consolidation. Clin Oral
Implants Res 2009; 20: 1078–1083.
23. Lee YM, Shin SY, Kim JY, Kye SB, Ku Y, Rhyu IC. Bone reaction to bovine
hydroxyapatite for maxillary sinus floor augmentation: Histologic results in
humans. Int J Periodontics Restorative Dent 2006; 26: 471–481.
24. Tadic D, Epple M. A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate–based bone substitution materials in comparison to natural bone. Biomaterials 2004; 25: 987–994.
25. Triplett RG, Nevins M, Marx RE, et al. Pivotal, randomized, parallel evaluation of recombinant human bone morphogenetic protein-2/absorbable collagen sponge and autogenous bone graft for maxillary sinus floor augmentation.
J Oral Maxillofac Surg 2009; 67: 1947–1960.
26. Wiltfang J, Merten HA, Wiltfang J. Ectopic bone formation with the help of
growth factor bFGF. J Craniomaxillofac Surg 1996; 24: 300–304.
27. Gille J, Dorn B, Kekow J, Bruns J, Behrens P. Bone substitutes as carriers for
transforming growth factor-beta(1) (TGF-beta(1)). Int Orthop 2002; 26:
203–206.
28. Ripamonti U, Crooks J, Matsaba T, Tasker J. Induction of endochondral bone
formation by recombinant human transforming growth factor-beta2 in the baboon (Papio ursinus). Growth Factors 2000; 17: 269–285.
12. Tetsch J, Tetsch P, Lysek DA. Long-term results after lateral and osteotome
technique sinus floor elevation: A retrospective analysis of 2190 implants over
a time period of 15 years. Clin Oral Implants Res 2010; 21: 497–503.
29. Schnettler R, Alt V, Dingeldein E, et al. Bone ingrowth in bFGF-coated hydroxyapatite ceramic implants. Biomaterials 2003; 24: 4603–4608.
13. Werber KD, Brauer RB, Weiss W, Becker K. Osseous integration of bovine
hydroxyapatite ceramic in metaphyseal bone defects of the distal radius. J
Hand Surg Am 2000; 25: 833–841.
30. Schnettler R, Knöss PD, Heiss C, et al. Enhancement of bone formation in
hydroxyapatite implants by rhBMP-2 coating. J Biomed Mater Res B Appl
Biomater 2009; 90: 75–81.
58
Quintessenz, 21. ročník, únor 2012
Download

Zde si můžete stáhnout celý článek.