Bovine hydroxyapatite for maxillary sinus grafting: comparative histomorphometric findings in sheep

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Abstract

Résumé

This experimental study in animals examines the value of bovine hydroxyapatite as grafting material in one-stage sinus lift procedure. The Schneiderian membrane was elevated from extraorally in 54 sinuses of 27 adult female mountain sheep. Two titanium plasma-flame-spray coated cylindrical implants were placed in each sinus in the same session. In 2 groups of 18 sinuses each, the subantral hollow space was filled with bovine hydroxyapatite and autogenous cancellous bone from the iliac crest, respectively. Eighteen sinuses that were left empty served as a control group. Polyfluorochrome sequential labelling (tetracycline, calcein green, alizarin complexon) was carried out 4 weeks postoperatively, 2 weeks before the animals were sacrificed, and halfway through the observation period to assess new bone formation. The selected observation periods were 12 weeks, 16 weeks, and 26 weeks. Six sinuses per observation period and test group were available for histologic evaluation. All implants showed favourable osseointegration into local bone. New bone formation was observed in a triangular area bound by the implant surface, the local buccal antral wall, and submucous connective tissue in all implants. Bovine hydroxyapatite adjacent to local bone was mainly surrounded by bone tissue. There was a great variation in the extent of bony sheathing of the hydroxyapatite particles, irrespective of the animals' survival time. Macrophages were found around HA particles that were not surrounded by bone as well as on free implant surfaces. The mean length of the bone-implant bond was 3.86 mm in the group of empty sinuses, 4.87 mm in the group augmented with hydroxyapatite, and 5.66 mm in the group augmented with autogenous cancellous bone. During the observation period, the relative length of bone in direct contact with the implant surface increased from 20.0% to 25.1% in the control group, from 30.4% to 35.5% in the group treated with autogenous cancellous bone, and from 27.4% to 34.7% in the HA group. Autogenous cancellous bone showed a significantly greater bone-implant contact than did the control group (P=0.0004) and the HA group (P=0.0499). When the apical implant portions were examined separately, both HA (P=0.006) and autogenous cancellous bone (P=0.005) showed a significantly better bone-implant bond than did the control group.

Cette étude expérimentale chez l'animal examine l'utilité de l'hydroxy-apatite bovin en tant que matériel de greffe dans le processus d'épaississement du plancher sinusal en une étape. La membrane de Schneiderian a été élevée en extra-oral dans 54 sinus de 27 chèvres femelles de montagne. Deux implants cylindriques recouverts de plasma de titane ont été placés dans chaque sinus en même temps. Dans deux groupes de dix-huit sinus chacun, l'espace creux créé a été rempli respectivement par de l'hydroxy-apatite bovin et de l'os spongieux autogène provenant de la crête iliaque. Dix-huit sinus sont restés vides et ont servi de contrôle. Le marquage séquentiel par le polyfluorochrome (complexe de tétracycline, vert de calcéïne, alizarine) a été effectué quatre semaines après l'operation, deux semaines avant le sacrifice des animaux et à mi-parcours pendant la période d'observation afin d'analyser la néoformatiom osseuse. Les périodes d'observation sélectionnées étaient 12, 16 et 26 semaines. Six sinus, par periode d'observation et par groupe de tests, étaient ainsi prêts pour l'évaluation histologique. Tous les implants montraient une ostéointégration favorable dans l'os local. La néoformation osseuse a été observée dans une zone triangulaire associée à la surface de l'implant, la paroi antrale vestibulaire locale et le tissu conjonctif sous-muqueux dans tous les implants. L'hydroxy-apatite bovin adjacent à l'os local était essentiellement entouré de tissu osseux. Il y avait une grande variation dans l'étendue de l'enveloppe osseuse des particules d'hydroxy-apatite quelque soit le temps de survie des animaux. Des macrophages ont été trouvés autour des particules d'hydroxyapatite qui n'étaient pas entourées d'os ainsi qu'au niveau des surfaces libres de l'implant. La longueur moyenne de l'interface implant-os était de 3,86 mm dans le groupe aves sinus vide, de 4,87 mm dans le groupe avec augmentation par de l'hydroxy-apatite et de 5,66 mm dans le groupe avec augmentation par de l'os spongieux autogène. Durant la période d'observation, la longueur relative de l'os en contact direct avec la surface de l'implant augmentait de 20,0% à 25,1% dans le groupe contrôle, de 27,4% à 34,7% dans le groupe avec par de l'hydroxy-apatite et de 30,4% à 35,5% dans le groupe traité avec de l'os spongieux autogène. L'os spongieux autogène provoquait un contact implant-os significativement plus important que celui du groupe côntrole (P=0,0004) et du groupe à hydroxy-apatite (P=0,0499). Lorsque les portions implantaires apicales étaient examinées séparément, tant le groupe hydroxyapatite (P=0,006) que celui avec os spongieux autogène (P=0,005) possédaient un contact implant-os significativement meilleur que celui trouvé dans le groupe contrôle.

Diese experimentelle Studie an Tieren untersucht den Wert von bovinem Hydroxylapatit als Transplantatmaterial bei der Anhebung des Sinus maxillaris in einem einzeitigen chirurgischen Eingriff. Die Schneider'sche Membran wurde bei 54 Kieferhöhlen von 27 ausgewachsenen weiblichen Bergschafen von extraoral angehoben. Zwei plasmabeschichtete zylindrische Titanimplantate wurden in der gleichen Sitzung in jede Kieferhöhle eingesetzt. Bei zwei Gruppen von je 18 Kieferhöhlen wurde der subantrale Raum mit bovinem Hydroxylapatit bzw. mit spongiösem Knochen von Beckenkamm gefüllt. Zur Kontrolle wurden 18 Kieferhöhlen leer gelassen. Um die Neuformation von Knochen zu messen, wurde eine sequentielle Markierung mit Polyfluorochromen (Tetrazyklin, Calceingrün, Alizarinkomplexon) 4 Wochen postoperativ, 2 Wochen vor Opferung der Tiere und in der Mitte der Beobachtungsperiode durchgeführt. Die ausgewählten Beobachtungsperioden waren 12 Wochen, 16 Wochen und 26 Wochen. Sechs Kieferhöhlen pro Beobachtungsperiode und pro Testgruppe standen für die histologische Auswertung zur Verfügung. Alle Implantate zeigten eine gute Osseointegration im lokalen Knochen. Knochenneubildung konnte in einer dreiekigen Region, welche von der Implantatoberfläche, der lokalen bukkalen Antrumwand und dem submukösen Bindegewebe begrenzt wurde, bei allen Implantaten beobachtet werden. Boviner Hydroxylapatit angrenzend an lokalen Knochen war meist von Knochengewebe umgeben. Unabhängig von der Ueberlebenszeit der Schafe bestand eine grosse Variation im Ausmass der knöchernen Umwachsung der Hydroxylapatitpartikel. Sowohl auf nicht von Knochen umgebenen HA-Partikeln als auch auf freien Implantatoberflächen wurden Makrophagen gefunden. Die mittlere Länge des Knochen-Implantat-Verbundes betrug 3.86 mm in der Gruppe mit den leeren Kieferhöhlen, 4.87 mm in der Gruppe, welche mit Hydroxylapatit augmentiert wurde, und 5.66 mm in der Gruppe, welche mit autologem spongiösem Knochen augmentiert wurde. Während der Beobachtungsperiode nahm die relative Länge des in direktem Kontakt mit der Implantatoberfläche stehenden Knochens bei der Kontrollgruppe von 20.0% auf 25.1% zu, während sie in der mit autologem spongiösem Knochen behandelten Gruppe von 30.4% auf 35.5% zunahm und sich in der HA-Gruppe von 27.4% auf 34.7% steigerte. Autologer spongiöser Knochen zeigte signifikant mehr Knochen-Implantat-Kontakt als die Kontrollgruppe (P=0.0004) und die HA-Gruppe (P=0.0499). Wenn die apikalen Implantatregionen separat ausgewertet wurden, zeigten sowohl HA (P=0.006) als auch autologer spongiöser Knochen (P=0.005) eine bessere Knochen-Implantat-Verbindung als die Kontrollgruppe.

Este estudio experimental en animales examina el valor de la hidroxiapatita bovina como material de injertos en un procedimiento de elevación del seno en una sola fase. Se elevó la membrana de Schneider en 54 senos de 27 ovejas adultas hembras de montaña. En la misma sesión se colocaron en cada seno dos implantes de titanio cilíndricos cubiertos de plasma. Se rellenaron los espacios subantrales de dos grupos de 18 senos cada uno con hidroxiapatita bovina y hueso autógeno de la cresta ilíaca, respectivamente. Otros 18 senos se dejaron vacíos como grupo de control. A las 4 semanas después de la operación se realizó un marcaje secuencial con polifluorocromo (tetraciclina, verde calceina, alazarin complexon), 2 semanas antes del sacrificio y a la mitad del periodo de observación para comprobar la formación de hueso. Los periodos de observación seleccionados fueron de 12, 16 y 24 semanas. Se dispusieron para evaluación histológica seis senos por cada periodo de observación y el grupo de prueba. Todos los implantes mostraron osteointegración favorable en el hueso local. Se observó nueva formación ósea en un área triangular ligada a la superficie del implante, la pared antral local bucal, y el tejido conectivo submucoso en todos los implantes. La hidroxiapatita bovina adyacente al hueso local estaba rodeada principalmente de tejido óseo. Hubo una gran variación en la extensión del revestimiento óseo de las partículas de hidroxiapatita, irrespectivamente del tiempo de supervivencia de los animales. Se encontraron macrófagos alrededor de las particulas de HA que no estaban rodeadas de hueso al igual que sobre las superficies de implantes libres. La longitud media de unión hueso-implante fue de 3.86 mm en el grupo de senos vaciós, 4.87 mm en el grupo aumentado con hidroxiapatita, y 5.66 mm en el grupo aumentado con hueso autógeno. Durante el periodo de observación, la longitud relativa de hueso en contacto directo con el implante se incrementó desde 20.0% hasta 25.1% en el grupo de control, desde 30.4% hasta 35.5% en el grupo trata- do con hueso autógeno, y desde 27.4% hasta 34.7% en el grupo de HA. El grupo de hueso autógeno mostró un contac- to hueso-implante significativamente mayor que el grupo de control (P=0.0004) y el grupo HA (P=0.0499). Cuando se examinaron las porciones apicales separadamente, tanto la HA (P=0.006) y el hueso autógeno (P=0.005) mostraron una unión hueso-implante significativamente mejor que el grupo de control.

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