Effects of calcitonin and alendronate on distraction osteogenesis

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Abstract

In this experimental animal study the effects of calcitonin and alendronate on distraction osteogenesis are investigated. Forty-five mature female New Zealand type rabbits were used. Rabbits were randomized into three groups, each consisting of 15 animals. Under optimal operating conditions a pre-reconstructed circular external fixator was applied to the right tibia of rabbits, and osteotomy was performed with a Gigli saw just below the tibial tuberosity. During the ten days of distraction, a placebo was administered for group I (control group), group II received 10 U of calcitonin, and group III was treated with alendronate (0.5 mg/kg/day) gavages. Rabbits were examined histologically (at the third and eighth weeks, according to Huddlestone et al.), radiologically (at the third, sixth, and eighth weeks, according to Lane and Sandhu), and mechanically (at the eighth week, as torsional loading). During the first three weeks, the groups did not differ much with regard to radiological parameters. However, in the calcitonin and alendronate groups improved histological scores were detected compared with the control group. Radiological images obtained at the end of six weeks demonstrated improved consolidation in the calcitonin and alendronate groups compared with the control group. At the end of eight weeks postoperatively, radiological and histological parameters did not differ among the groups, while torsional failure load was found to be much improved in the calcitonin group (p=0.006). During the distraction osteogenesis period, calcitonin and alendronate affected the quality of regenerate favourably. This effect is sustained until the end of the consolidation period. However, this finding needs to be supported by experimental and human studies.

Etude expérimentale des effets de la calcitonine et de l'alendronate sur l'ostéogénèse en distraction. Quarante-cinq lapins adultes femelles de Nouvelle Zélandeont ont été le support de l'expérimentation. Les lapins ont été randomisés en trois groupes de 15 animaux dans des conditions opératoires satisfaisantes. Il a été mis en place un fixateur externe sur les tibias droits de chaque lapin. L'ostéotomie a été réalisée avec la scie de Gigli juste en dessous de la tubérosité tibiale. Pendant les dix premiers jours d'allongement, un placebo a été administré au premier groupe (groupe contrôle), le groupe 2 a reçu 10 unités de calcitonine, le groupe 3 a été traité par l'alendronate (0,5 mg/kg/jour). Les lapins ont été sacrifiés et examinés histologiquement à la troisième et la huitième semaines (Ref. Huddlestone et col.), radiologiquement à la troisième, sixième et huitième semaines (Ref. Lane et Sandhu) et mécaniquement à la huitième semaine avec tests de torsion. Dans les trois premières semaines, on ne retrouve pas de différences radiologiques entre les trois groupes, cependant l'on constate une amélioration histologique sur les groupes calcitonine et alendronate comparés ou groupe contrôle. Les images radiologiques obtenues à la fin de la sixième semaine nous montrent une meilleure consolidation pour les groupes calcitonine et alendronate. A la fin de la huitième semaine, post-opératoire il n'y avaient pas de différences radiologiques et histologiques dans les différents groupes, les tests de torsion sont simplement améliorés dans le groupe calcitonine (p=0,006). En conclusion, durant la période d'ostéogénèse en distraction, la calcitonine et l'alendronate ont des effets positifs sur la qualité du régénérat, ces effets se maintiennent jusqu'à la période de consolidation. Cependant, ces effets positifs doivent être confirmés par des études chez l'homme.

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