NUEVOS
BIOMATERIALES Y MÉTODOS PARA EL DEFECTO DE HUESO CRANEOFACIAL: INJERTOS DE HUESO
CONDROIDE EN HENDIDURAS ALVEOLOMAXILARES
* Efrain sueldo R; DO, DM
** Eimy omori M.;
CD
El interés es reportar el trabajo
de investigación efectuado por los investigadores del Departamento de Ortodoncia de la
Escuela Dental de la Universidad de Hiroshima doctores: Toshitsugu Kawabata, Shinya Kohno,
Tadashi Fujita, Hiroki Sugiyama, Chiyoko Tokimasa, Masato Kaku y Kazuo Tanne; para
conocimiento en idioma español de estos nuevos biomateriales y los métodos por ellos
utilizados nos ha impedido a efectuar su difusión en nuestro medio para despertar el
interés en nuestros investigadores y poder efectuar trabajos similares que son de
interés universal en esta era de la globalización del conocimiento del siglo XXI.
RESUMEN
El propósito de este estudio fue evaluar médula autógena osteogénica dentro de
injertos de hueso condroide en defectos alveolares simulados en ratones y determinar la
capacidad del material de injerto para cerrar eficazmente la hendidura desde un punto y
observar el efecto del procedimiento de injerto. Fueron hechos defectos de tamaño
crítico en los huesos premaxilares de ratones machos utilizando un trépano quirúrgico y
una máquina dental de baja velocidad como un modelo de la hendidura alveolomaxilar para
probar los agentes osteoinductores. Los defectos premaxilares no fueron reparados por
tejido fibroso o formación ósea 30 días después de la operación. Esta falta de
cicatrización ósea de la premaxila en el ratón puede ser útil como un modelo para
estudiar el efecto de los agentes osteoinductores en la cicatrización de hendiduras
alveolares. La distracción osteogénica es un recientemente avanzado principio de
alargamiento óseo por el cual un hueso largo separado por osteotomía es expuesto a lenta
y progresiva distracción utilizando un recurso de fijación externa. El lugar de la
osteotomía fue rodeado por callo, consistente de cartílago hialino. El callo contuvo
abundante hueso condroide. El hueso trasplantado dentro de hueso condroide fue
caracterizado por formación de hueso y remodelamiento 30 días después del trasplante. A
lo largo del experimento, nuestros hallazgos demostraron, por primera vez, que el óseo
que contiene hueso condroide puede ser utilizado clínicamente en relación a los defectos
de hueso craneofacial para mejorar el tratamiento de injertos óseos.
Palabras claves: Injerto óseo - injerto de hueso condroide - hendidura alveolomaxilar
- osteogénesis por distracción.
SUMMARY
The purpose of this study was to evaluate autogenous osteogenic marrow within chondroid
bone grafts in simulated alveolar defects of mice in order to determine the ability of the
graft material effectively close the cleft from an osseous standpoint and to observe the
effect of the grafting procedure. Critical-sized defects were made in the premaxillary
bones of male mice using a surgical trephine and a low - speed dental engine as a model of
the maxillary alveolar cleft for testing bone - inductive agents. Premaxillary trephine
defects were not repaired by fibrous tissue or bone formation 30 days after operation.
This nonhealing bony wound of the premaxilla in mice may be useful as a model for studying
the effect of bone-inductive agents on the healing of alveolar cleft. Distraction
osteogenesis is a recently advanced principle of bone lengthening in which a long bone
separeted by osteotomy is subjected to slow progressive distraction using an external
fixation device. The osteotomy site was surrounded by an external callus consisting of
hyaline cartilage. The callus contained a lot of chondroid bone. The transplant bone
within chondroid bone was characterized by bone formation and remodeling 30 days after
transplantation. Throughout the experiment, our finding demostrated, for the first time,
that the transplant bone that contains chondroid bone may be used clinically in relation
to craniofacial bone defects to improve the treatment of bone grafts.
Key words: bone graft - chondroid bone graft - maxillary alveolar cleft - distraction
osteogenesis.
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INTRODUCCIÓN
La regeneración de hueso en defectos óseos resultados de las hendiduras alveolomaxilares
es de una importancia superior en la restauración de pérdida de forma y función. En la
actualidad, el más confiable material regenerativo de hueso para defectos de hendidura
alveolomaxilar y hendidura de paladar es hueso autólogo haversiano fresco de costilla,
cresta iliaca o parte anterior de la tibia (Ames et. al., 1981. Marx et. al., 1984). El
material de trasplante es perdido por remodelamiento del hueso en un tiempo
comparativamente temprano.
Nosotros estuvimos buscando un material de trasplante para el nuevo hueso en las
hendiduras de paladar. Existe un considerable interés en el desarrollo de las
alternativas al autoinjerto de hueso fresco. En años recientes, diversos laboratorios
hubieron reportado el aislamiento de factores de la matriz de hueso desmineralizado que
pudo inducir la formación ósea, tal como proteína morfogenética ósea (Urist et. al.,
1984), osteogenina (Luyten et. al., 1989), y factor osteoinductivo (Bentz et. al., 1989).
Además, genes de moléculas osteoinductoras, BMP-1, BMP-2A, BMP-2B, y BMP-3, han sido
clonados (Wozney et. al., 1988). Posteriormente, Yasui et. al. (1977) y Sato et. al.
(1998) reportaron un tercer mecanismo de osificación, "formación de hueso
transcondroide". El hueso condroide, un tejido intermedio entre hueso y cartílago,
fue formado directamente por condroicitos como células, con la transición de tejido
fibroso a hueso ocurriendo gradualmente y consecutivamente sin invasión capilar. El
propósito de este estudio fue para evaluar la médula autógena osteogénica dentro de
injertos de hueso condroidal en defectos alveolares simulados de ratones en orden para
determinar la capacidad del material de injerto para cerrar eficazmente la hendidura desde
un punto fijo y para observar el efecto del procedimiento de injerto.
MATERIALES Y MÉTODOS
C57BL ratones macho y hembra fueron importados desde Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME,
USA). Los ratones fueron dejados en cajas de metal (22 x 32 x 11 cm) con viruta de madera
autoclavada para condicionar el cuarto del animal (temperatura de 24 ± 2° C: humedad
relativa, 50 ± 5 %). Este estudio fue aprobado por la Comunidad de Uso del Animal de la
Universidad de Hiroshima, y los animales fueron mantenidos en concordancia con los
reglamentos para el cuidado y uso de animales de laboratorio en la Universidad de
Hiroshima.
Los ratones fueron divididos en 3 grupos: Injertos de hueso condroidal (n = 3); sin
hendidura (n = 3); y no operados (n = 3). Los ratones operados fueron anestesiados, vía
inyección intraperitoneal de pentobarbital sódico (0,06 mg/g de peso corporal). Una
pequeña incisión fue entonces realizada en la mucosa del hueso premaxilar bajo
condiciones estériles y los tejidos blandos fueron elevados. Un defecto óseo de 1,2 mm
de diámetro, libre de periostio, fue preparado en el medio de cada premaxila posterior al
incisivo superior; esto fue realizado con un trépano conducido por una máquina dental de
baja velocidad, de acuerdo al método diseñado por Takano-Yamamoto et. al. (1993).
Bajo anestesia general con pentobarbital sódico, una incisión laterolongitudinal en la
piel fue realizada en la tibia. La piel fue cortada longitudinalmente y cuidadosamente
retraída. La corteza del hueso fue perforada utilizando un taladro de 0,5-1,0 y dos
tornillos autorroscantes de 0,7-1,2 mm en diámetro fueron posicionados en los ángulos
derechos al axis del eje de la tibia. Se realizó una osteotomía entre los tornillos
utilizando el manual visto. Los tornillos fueron entonces empalmados al recurso de
fijación externa de manera que la terminación de los dos huesos fue reducida. El
periostio fue suturado para cubrir el sitio de la osteotomía. Un pequeño fijador
monolateral externo (Tornillo de expansión: Sankin Co., Osaka, Japón) fue fijado al
aspecto anterolateral de la tibia izquierda con dos pines.
Se inició la distracción 10 días después de la osteotomía en una proporción de 0,25
mm cada 24 horas, y fue detenida 18 días después de la osteotomía (8 días de
distracción). El proceso de formación de hueso nuevo fue seguida por controles semanales
radiográficos (RM-60: Asahi Roentgen, Kyoto, Japan). Las radiografías fueron tomadas
después de la osteotomía con voltajes acelados de 20 kV y exposiciones de 3 segundos.
El hueso trasplantado contenido dentro del hueso condroidal fue removido y limpiado de
tejido suave adherente 18 días después de la osteotomía. Un particular injerto de
médula ósea, hueso esponjoso, y hueso condroide fue removido del callo de la tibia
distractada. En el grupo de injertados, el defecto fue llenado hasta el nivel de la otra
tabla de hueso premaxilar con 5 mg del hueso trasplantado de dentro del hueso condroide.
Estos grupos experimentales fueron concluidos en 30 días después del injerto de hueso o
sin él. Se mataron a los ratones no operados a las 16 semanas de vida. Se removieron los
maxilares superiores, se fijaron en 4 % de formaldehído por 12 horas a 4°C,
descalcificados en 5 % de ácido tetraacético etilenodiamina (EDTA: ph 7,4) por una
semana, embebidos en parafina, y cortados frontalmente en secciones de 7 µm de grosor.
Estas secciones fueron teñidas con hematoxilina y eosina (HE) y con tartreterresistant
acid phosphatase (TRAP), que generalmente es conocido como un marcador citoquímico de
osteoclastos, y finalmente contrateñido con hematoxilina.
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Fig1
A: Radiografía de la tibia 10 días después de la osteotomía, justo antes de iniciar la
distracción. La punta de la flecha indica la fractura lineal. B: Radiografía del
alargamiento de la tibia de 2mm durante 8 días de distracción. Barra horizontal = 1 cm. |
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Fig 2
Sección longitudinal fotomicrográfica de un injerto óseo de un grupo de 3 animales, 25
días después de la osteotomía. La tibia fue alargada por 2mm durante 8 días de
distracción. La parte de la caja fue trasplantada a la hendidura del hueso alveolar, bm,
médula ósea, c, corteza: callo endosteo: ft, tejidos fibrosos , nb, hueso nuevo.
(tintura de HE, barra horizontal = 500 mm |
RESULTADOS
Hallazgos Radiográficos
Fig. 1a, b muestra los cambios radiográficos durante la distracción. Durante el período
de espera, el sitio de osteotomía se rodea por una nube de callo inmaduro (Fig. 1a).
Luego de finalizada la distracción, el puente de callo separado entre los segmentos
proximal y distal.
Hallazgos Histológicos
Fig. 2 muestra secciones longitudinales de la tibia extendida en 2 mm y teñida con HE. El
callo externo originante del periostio desprendido expandido alrededor de las diáfisis
proximal y distal, por cuanto el callo endósteo fue limitado a la entrada de la cavidad
de la médula ósea en la tibia. El área central del callo fue fijada con tejidos
elongados, tejido fibroso y cartílago. La parte de la caja fue trasplantada a las
hendiduras de hueso alveolar.
La apariencia histológica de 16 semanas de vida del ratón es mostrada en la Fig. 3. El
ratón no operado tuvo una estructura típica de la sutura incisiva compuesta de zonas
claras de multiplicación de células (Fig. 3A). Los defectos trephine premaxilares en el
grupo de no injertados no fueron reparados por tejido fibroso o formación de hueso. Una
pequeña cantidad de células gigantes multinucleadas, células inflamatorias
mononucleares, y macrófagos fueron vistas dentro del tejido blando cercano al margen de
la fractura ósea (Fig. 3B). El injerto óseo con el trasplante de hueso del hueso
condroide fue caracterizado por formación de puentes y remodelamiento. Sin embargo, no
fueron vistos condroicitos 30 días después del injerto de hueso (Fig. 3C). TRAP-positivo
de células no fueron descubiertas en la formación del puente óseo (No se muestran
datos).
DISCUSIÓN
Reportes esporádicos del uso de hueso para injertar en hendiduras palatinas aparecieron
al inicio de siglo, pero no hasta mediados de 1950 en que la literatura incluyó
publicaciones indicando que los injertos óseos estuvieron siendo utilizados tempranamente
en el área del alveolo para preservar la forma del arco alveolar, estabilizar la
premaxila flotante, y conseguir la erupción dentaria en el área de la hendidura.
Después de esto, algunos doctores y dentistas produjeron varias técnicas quirúrgicas y
biomateriales para pacientes fisurados.
Una herida experimental de hueso que no cicatrizará espontáneamente durante el tiempo de
vida del animal es denominada como defecto de tamaño crítico (Schmitz y Hollinger,
1987). Freeman y Turnbull (1973), mostraron que un defecto de 2 mm de diámetro hecho a
través del periostio y hueso parietal de ratas de 500g no cicatrizó con formación de
hueso nuevo en 12 semanas.
En este estudio, un defecto con trépano de diámetro de 1,2 mm, libre de periostio, fue
preparado en la premaxila en ratas de 8 semanas de vida. Los defectos de trépano
premaxilares en el grupo de no injertados no fueron reparados por tejido fibroso o
formación de hueso. Por tanto, un conveniente defecto óseo en el que para probar los
materiales substitutos en hueso premaxilar del ratón deberá ser de 1,2 mm de diámetro.
Estos resultados indican que esta herida ósea no cicatrizada de la premaxila del ratón
puede ser útil como modelo para estudiar el efecto de agentes osteoinductores en la
cicatrización de hendiduras alveolares.
La apariencia más común de hendiduras maxilares humanas es una de comunicación oronasal
lineada por epitelio. Sin embargo, para evitar el problema de infección, nosotros
trasplantamos hueso de tejido condroide inmediatamente luego de preparar el defecto del
trépano el hueso premaxilar. Estuvimos buscando un material de trasplante para el hueso
nuevo en la hendidura del paladar. Yasui et. al. (1997) y Sato et. al. (1998) reportaron
que el tejido entre hueso y cartílago fue tomado directamente por condroicitos, con
transición de tejido fibroso a hueso ocurriendo gradual y consecutivamente sin invasión
capilar. Este hueso es el resultado de distracción autógena osteogénica. El trasplante
óseo dentro del hueso condroide fue caracterizado por formación y remodelamiento 30
días después del trasplante. En conclusión, nuestros hallazgos demostraron por primera
vez que el trasplante óseo dentro del hueso condroide puede ser utilizado clínicamente
en defectos óseos craneofaciales para mejorar el tratamiento de autoinjertos óseos.
Bibliografía
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* Ex Director del
Instituto de Investigación Estomatológica UNMSM. Director del Centro de Periodoncia e
Implantología. Lima, Perú.
** Cirujano Asistente del Centro de Periodoncia e Implantología.
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