Τμήμα Οδοντιατρικής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Εργαστήριο Οδοντοφατνιακής Χειρουργικής, Χειρουργ. Εμφυτευματολογίας & Ακτινολογίας

Τμήμα Οδοντιατρικής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Εργαστήριο Οδοντοφατνιακής Χειρουργικής, Χειρουργ. Εμφυτευματολογίας & Ακτινολογίας Διευθυντής: Ο Αν. Καθηγ. Αναστάσιος Τσίρλης Εκτίμηση του βαθμού οστικής αναγέννησης με τη χρήση βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος στην κάτω γνάθο κουνελιού Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία Πρίντζα Β. Δήμητρα Μεταπτυχιακή φοιτήτρια Φεβρουάριος 2010

Επιβλέπον μέλος Δ.Ε.Π.: Λαυρεντιάδης Ιωάννης Επίκουρος, Εργαστήριο Οδοντοφατνιακής Χειρουργικής, Χειρουργικής Εμφυτευματολογίας & Ακτινολογίας 1

Στους γονείς μου και στον αδερφό μου. 2

Περιεχόμενα Περίληψη 4 Εισαγωγή 5 Υλικά και Μέθοδος 8 Προετοιμασία των Δειγμάτων και Ιστομορφομετρική Ανάλυση 11 Αποτελέσματα και Στατιστική Ανάλυση της Ιστομορφομετρίας 15 Ιστολογικά Αποτελέσματα 17 Συζήτηση 20 Συμπεράσματα 26 Abstract 27 Βιβλιογραφία 28 Παραρτήματα Α: Φωτογραφική Παρουσίαση του Χειρουργικού Πρωτόκολλου 35 Β: Στατιστική Ανάλυση 40 Γ: Βεβαίωση της Επιτροπής Ερευνών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης 60 3

Περίληψη ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Η αποκατάσταση της έντονης οριζόντιας και κάθετης απορρόφησης του φατνιακού οστού μπορεί να επιτευχθεί, εκτός από τη χρήση των αυτογενών συμπαγών οστικών μοσχευμάτων, της κατευθυνόμενης οστικής αναγέννησης (GBR) και της φατνιακής διατατικής οστεογένεσης (DO), με την εφαρμογή της συμπαγούς βόειας αποπρωτεϊνομένης ουσίας (Bio- Oss Spongiosa Block, Geistlich Pharma AG, Wolhusen). ΣΚΟΠΟΣ. Στην παρούσα ερευνητική μελέτη εκτιμήθηκε ο βαθμός οστικής αναγέννησης στην πλάγια εξωτερική επιφάνεια της γνάθου κουνελιού με τη χρήση βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος χωρίς την κάλυψη με μεμβράνη. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ. Χρησιμοποιήθηκαν 7 κουνέλια Ν. Ζηλανδίας και των δύο φύλων, βάρους 3-4κιλών. Μετά από τομή στη δεξιά παρειακή επιφάνεια και παράλληλα με το χείλος της κάτω γνάθου, μήκους 2-3cm, που περιλάμβανε το δέρμα και το υποδόριο, και την κατάλληλη προπαρασκευή της οστικής επιφάνειας, τοποθετήθηκε το Bio- Oss Spongiosa Block, αφού διαμορφώθηκε στη μορφή κύβου ακμής 4mm. Η καθήλωση και σταθεροποίηση του μοσχεύματος πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια μικρο-πλακών οστεοσύνθεσης, που διαμορφώθηκαν σε σχήμα «Π», εσωτερικών διαστάσεων 4 4mm (straight plate 4- hole,w. Lorenz Surgical, Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate.Innovate ). Μετά το πέρας δύο μηνών και την αφαίρεση της γνάθου των κουνελιών, τα ληφθέντα ιστοτεμάχια προετοιμάστηκαν για ιστολογική και ιστομορφομετρική ανάλυση με την τεχνική των μη απασβεστιώμενων τομών. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ. Η μέση τιμή (%) της πυκνότητας του νεοσχηματιζόμενου οστού ήταν 7% (SD:3,37%), της πυκνότητας του μοσχεύματος ήταν 29,79% (SD:7,99%), της επαφής νεοσχηματιζόμενου οστού-μοσχεύματος ήταν 34,29% (SD:2,58%) και της καθ ύψους κάθετης οστικής αναγέννησης ήταν 82,07% (SD:29,62%). Η μέση (mm) του ύψους του νέου οστού στο εσωτερικό του μοσχεύματος ήταν 3,35mm (SD:1,28mm). Η αναλογία (%) νεοσχηματιζόμενου οστού-μοσχεύματος ήταν περίπου 24%. Παρατηρήθηκε ενσωμάτωση του οστικού μοσχεύματος στο βασικό οστό, σχηματισμός δικτυωτού οστού σε όλη την έκταση της περιοχής της οστικής αναγέννησης και κατακερματισμός και αντικατάσταση του δοκιδώδους οστού αλλά και του μοσχεύματος σε κάποια σημεία. ΣΥΖΗΤΗΣΗ- ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ. Στην παρούσα ερευνητική μελέτη ο όγκος του νέου οστού είναι σημαντικά μικρότερος, γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στη διαφορετική μορφή του παρόντος μοσχεύματος. Η εντόπιση, ωστόσο, χιτώνων νέου οστού στο κορυφαίο τμήμα του, αποδεικνύει ότι αν και η αύξηση του όγκου της φατνιακής κορυφής με τη χρήση της του Bio-Oss Spongiosa Block προχωρά με βραδύτερους ρυθμούς, αποτελεί μια αποτελεσματική εναλλακτική έναντι των αυτογενών συμπαγών οστικών μοσχευμάτων. Η κάλυψη του Bio-Oss Spongiosa Block αποκλειστικά και μόνο με περιόστεο έδειξε σημαντικό βαθμό οστικής αναγέννησης, αποδεικνύοντας το σημαντικό ρόλο του τελευταίου στη διαδικασία της οστεογένεσης. Μελλοντικά θεωρείται σκόπιμη η συγκριτική αξιολόγηση του βαθμού οστικής αναγέννησης με την κάλυψη του Bio-Oss Spongiosa Block με μεμβράνη κολλαγόνου. 4

Εισαγωγή Η ατροφία των γνάθων που απορρέει από την απώλεια δοντιών, την περιοδοντική νόσο, τη χρήση κινητής προσθετικής εργασίας, ή τη διεύρυνση των ιγμορείων άντρων μπορεί να ελαττώσει ή να ελαχιστοποιήσει την υπολειμματική φατνιακή ακρολοφία και να υποβαθμίσει σημαντικά την ικανότητα του ατόμου για κάθε λειτουργία 1-4, αν και σε πολλές περιπτώσεις η προσθετική αποκατάσταση μπορεί να συμβάλλει στη βελτίωση της λειτουργίας 5. Μια ποικιλία τεχνικών αύξησης, εξαρτώμενων από την εντόπιση και το μέγεθος του ελλείμματος, έχουν προταθεί για την αύξηση του οστικού όγκου. Σε περιπτώσεις έντονης οριζόντιας και κάθετης απορρόφησης, η αποκατάσταση του φατνιακού οστού μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση των αυτογενών συμπαγών οστικών μοσχευμάτων, της κάθετης οστικής αναγέννησης και της φατνιακής διατατικής οστεογένεσης (DO) 6-9. Σε αντίθεση με τη διατατική οστεογένεση, που συχνά απαιτεί επαρκή οστικό όγκο για τη δημιουργία ενός κινητού τμήματος με την εφαρμογή οστεοτομίας 10, και τη συλλογή συμπαγούς αυτογενούς οστού, που συχνά εμπλέκεται με το οίδημα της δότριας περιοχής και την απορρόφηση του μοσχεύματος 11-12, η εισαγωγή νέων μοσχευματικών υλικών, όπως των αλλομοσχευμάτων, των ξενομοσχευμάτων και των αλλοπλαστικών υλικών στη συμπαγή μορφή παρέχουν μια χρήσιμη εναλλακτική λύση 13. Ανάμεσα στα υπόλοιπα, η αποπρωτεϊνομένη βόειας προέλευσης μεταλλική ουσία (DBBM) είναι μια φυσική, μη αντιγονική, πορώδης, ανόργανη βόειος οστική ουσία, που αποτελείται από ελλειμματικό σε ασβέστιο ανθρακικό απατίτη με κρυσταλλικό μέγεθος των 10nm 14. Παράγεται με την απομάκρυνση όλων των οργανικών συστατικών από το βόειο οστό, μια διαδικασία που καταλήγει στην αύξηση της επιφάνειας των κόκκων πάνω από 100m 2 /g 15. Εξαιτίας της πολύ υψηλής πορωτικής του διαμόρφωσης, π.χ. τα τεμαχίδια εμφανίζουν μακρο- και μικρο- πόρους, θεωρείται ότι μοιάζει με τη φυσική μορφολογία των οστικών δοκίδων, διευκολύνοντας την ενσωμάτωση του νεοσχηματιζόμενου οστού στο οστικό μόσχευμα και την πλήρη απορρόφησή του 16,17. 5

Πέρα από την κοκκιώδη του μορφή, το αποπρωτεϊνομένο βόειο οστό (Bio- Oss ) μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τη συμπαγή μορφή. Αποτελείται από αποπρωτεϊνομένα βόεια οστικά κοκκία με την πρόσθεση 10% εξαιρετικά καθαρού χοίρειας προέλευσης κολλαγόνου. Αυτή η χαρακτηριστική πορώδης δομή, επιδεικνύει μεγάλη επιφάνεια, επιτρέποντας στη συμπαγή μορφή του Bio- Oss να δρα ως ικρίωμα για ενδοοστική αύξηση. Τόσο οι πειραματικές όσο και οι ιστολογικές μελέτες έδειξαν ότι αυτό το ξενογενές υλικό, πέρα από την άριστη βιοσυμβατότητα 18,19, έχει οστεοκαθοδηγητικές ιδιότητες 20,21, ενώ μπορεί να απορροφηθεί με την πάροδο του χρόνου 22. Το αποπρωτεϊνομένο βόειο οστό εμπλουτισμένο με υψηλής καθαρότητας 10% χοίρειας προέλευσης κολλαγόνο 23, έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία τόσο σε πειραματικές όσο και σε κλινικές μελέτες για την αποκατάσταση των άμεσων μετεξακτικών φατνίων. Τοποθετείται αμέσως μετά την εξαγωγή μόνο του ή σε συνδυασμό με ελεύθερα ουλικά μοσχεύματα, συμβάλλοντας τόσο στην οστική αναγέννηση όσο και στη διατήρηση του περιγράμματος της φατνιακής κορυφής 24,25. Επιπλέον, η θεραπεία των περιοδοντικών ελλειμμάτων, όπως των ενδοοστικών θυλάκων και των ελλειμμάτων γύρω από τα δόντια, έχει αποδειχθεί επιτυχής με το συγκεκριμένο ξενομόσχευμα 26-27. To Bio-Oss, με τη μορφή κόκκων, χρησιμοποιείται με επιτυχία στη θεραπεία μικρών οστικών ελλειμμάτων 28, ενώ εξίσου σημαντικά αποτελέσματα φαίνεται να εμφανίζει η εφαρμογή της συμπαγούς μορφής στην αντιμετώπιση σοβαρών συνδυασμένων οριζόντιων και κατακόρυφων φατνιακών ελλειμμάτων 29-30. Το Βio-Oss από μόνο του ή αναμεμειγμένο με αυτογενές μόσχευμα σε διάφορες αναλογίες βρίσκει εφαρμογή και στις χειρουργικές επεμβάσεις ανύψωσης ιγμορείου για την αποκατάσταση εξαιρετικά απορροφημένων άνω φατνιακών ακρολοφιών 31-32. Κρίσιμο παράγοντα για την επιτυχία της οστικής αύξησης με τη χρήση των συμπαγών μοσχευμάτων αποτελεί η ισχυρή σταθεροποίηση τους στη δέκτρια περιοχή 33. Η ισχυρή ακινητοποίηση του μοσχεύματος διευκολύνει τον πρώιμο ανασχηματισμό και την απρόσκοπτη ενσωμάτωση του μοσχεύματος στο οστικό υπόβαθρο, μια και προστατεύει από τις φυσιολογικές τάσεις, 6

αποτρέποντας τη φυσιολογική οστική απώλεια (stress shielding) 34, ενώ ταυτόχρονα συντελεί σημαντικά στη διατήρηση του οστικού όγκου 35. Ανάμεσα στα μέσα για την επίτευξη της σταθεροποίησης των συμπαγών οστικών μοσχευμάτων, οι βίδες και οι πλάκες οστεοσύνθεσης αλλά και οι απορροφήσιμες ή μη μεμβράνες παρέχουν έναν άριστο μηχανισμό για την αποκατάσταση του οστικού περιγράμματος και την ισχυρή σταθεροποίηση και ακινητοποίηση του μοσχεύματος 36-37. Η έρευνα διεξήχθη σύμφωνα με τον Κώδικα Δεοντολογίας Ερευνών της Επιτροπής Ερευνών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, βεβαίωση της οποίας υπάρχει στο Παράρτημα Γ. 7

Υλικά και Μέθοδος Στο πειραματικό στάδιο χρησιμοποιήθηκαν 7 κουνέλια Νέας Ζηλανδίας και των δύο φύλων, βάρους 3-4 κιλών. Τα πειραματόζωα παρέμειναν απομονωμένα σε ξεχωριστά κλουβιά κάτω από τις ίδιες συνθήκες στο Πειραματικό Εργαστήριο Μικρών Ζώων της Οδοντιατρικής Σχολής Α.Π.Θ.. Ο χώρος είναι ειδικά διαμορφωμένος, ευήλιος, με σταθερή θερμοκρασία περιβάλλοντος και με αερισμό καθ όλο το 24ωρο. Τα ζώα τράφηκαν ad libidum και ανά τριήμερο γινόταν καθαρισμός των κλουβιών. Χειρουργικό Πρωτόκολλο Αναισθησία Πριν την επέμβαση τα υποψήφια πειραματόζωα υπέστησαν προνάρκωση με ενδομυική ένεση διαζεπάμης σε δόση 1-2mg/kg βάρους (Stedon 10mg; Adelco, Chromatourgia Athinon, Athens, Greece). Μετά την παρέλευση 10 λεπτών επιτελέσθηκε η αναισθησία με ενδομυική ένεση συνδυασμού κεταμίνης σε δόση 35mg/kg (Imalgene 1000,Merial, Lyon, France) και ξυλαζίνης σε δόση 5mg/kg βάρους (Rompun, Bayer AG, Leverkusen, Germany) ανά κιλό βάρους. Μετά την επίτευξη της αναισθησίας, τα υποψήφια πειραματόζωα τοποθετήθηκαν στο χειρουργικό τραπέζι και το χειρουργικό πεδίο (η δεξιά παρειακή επιφάνεια της κάτω γνάθου) πλύθηκε, κουρεύτηκε και βάφτηκε με διάλυμα ιωδιούχου ποβιδόνης 10% (Betadine 10%, Mundipharma S.A., Switzerland). Χειρουργική Επέμβαση Αρχικά πραγματοποιήθηκε κατάλληλη τομή στη δεξιά παρειακή επιφάνεια και παράλληλα με το χείλος της κάτω γνάθου, μήκους 2-3cm, που περιλάμβανε το δέρμα και το υποδόριο, και με αμβλύ ψαλίδι έγινε η παρασκευή και υπέγερση του κρημνού. Στη συνέχεια με μαχαιρίδιο πραγματοποιήθηκε τομή σε βάθος μέχρι το περιόστεο και ακολούθησε η αποκόλληση των μυών και του περιοστέου και η αποκάλυψη της παρειακής επιφάνειας του οστού της κάτω γνάθου. 8

Με λεπίδα νυστεριού αφαιρέθηκε επιφανειακά το οστό και επιπεδώθηκε η οστική επιφάνεια, ενώ με ειδική στρογγύλη φρέζα και υπό τον συνεχή καταιονισμό φυσιολογικού ορού προπαρασκευάστηκαν τα φρεάτια, που θα δεχθούν τις βίδες συγκράτησης των μικρο-πλακών οστεοσύνθεσης. Στη συνέχεια με τη βοήθεια λεπίδας νυστεριού πραγματοποιήθηκε η παρασκευή του συμπαγούς μοσχεύματος Bio-Oss Spongiosa Block (Geistlich Pharma AG, Wolhusen) σε σχήμα κύβου ακμής 4mm. Το συμπαγές μόσχευμα τοποθετήθηκε σε επαφή με την προπαρασκευασμένη οστική επιφάνεια και συγκρατήθηκε με τη βοήθεια της μικρο- πλάκας οστεοσύνθεσης, που διαμορφώθηκε σε σχήμα «Π» εσωτερικών διαστάσεων 4 4mm (straight plate 4-hole,W. Lorenz Surgical, Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate.Innovate ).Ακολούθησε η κοχλίωση των βιδών συγκράτησης (self drilling screws, W. Lorenz Surgical, Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate.Innovate ), με την ειδική λαβή και τον οδηγό του συστήματος (standard handle και X-lock standard driver, W. Lorenz Surgical, Inc. BIOMET MICROFIXATION Anticipate. Innovate ), και η καθήλωση και σταθεροποίηση της μικρο- πλάκας οστεοσύνθεσης. Ακολούθησε, διαδοχικά, η επαναφορά και συρραφή του περιοστέου και η συρραφή της μυϊκής περιοτονίας, με απορροφήσιμα ράμματα Vicryl (Ethicon, Inc., Johnson and Johnson, Somerville, NJ). Η συρραφή του δέρματος έγινε με μη απορροφήσιμα ράμματα μετάξης (Medipac, Kilkis, Greece). Με την ολοκλήρωση της επέμβασης, δόθηκε αναλγητική ένεση κετοπροφαίνης σε δόση 1-3mg/kg (Romefen 100mg/ml, Rhone, Merieux GMBH,Germany) ενδομυϊκά άπαξ και αντιβιοτική ένεση ενροφλοξασίνης 5mg/kg (Baytril 5%; Bayer Germany) υποδορίως. Αμέσως μετά, το πειραματόζωο τοποθετήθηκε σε ζεστό και ήσυχο περιβάλλον με χαμηλό φωτισμό μέχρι την πλήρη ανάνηψή του. Μετεγχειρητική Ανάνηψη- Θυσία Τα πειραματόζωα τοποθετήθηκαν σε ξεχωριστά, ειδικά διαμορφωμένα κλουβιά, που έφεραν ειδική καρτέλα με την ομάδα στην οποία ανήκε, την ημερομηνία της επέμβασης, την ημερομηνία της θυσίας και δόθηκε η ανωτέρω αντιβιοτική αγωγή άπαξ ημερησίως για τις υπόλοιπες τρεις ημέρες. 9

Η αφαίρεση των ραμμάτων έγινε την έβδομη μετεγχειρητική ημέρα. Η μετεγχειρητική παρακολούθηση των πειραματόζωων γινόταν καθημερινά. Μετά το πέρας 2 μηνών από την ημέρα της επέμβασης πραγματοποιήθηκε η θυσία με την ενδοφλέβια χορήγηση 10ml χλωριούχου νατρίου 10% (DEMO S.A., Athens, Greece), αφού προηγήθηκε η αναισθητοποίηση του πειραματόζωου κατά τα ανωτέρω. Η χειρουργική διαδικασία απεικονίζεται φωτογραφικά στο Παράρτημα Α. 10

Προετοιμασία των Δειγμάτων και Ιστομορφομετρική Ανάλυση Για την εκτίμηση του βαθμού οστικής αναγέννησης τα δείγματα προετοιμάστηκαν για ιστολογική ανάλυση με την τεχνική των μη απασβεστιωμένων τομών (cutting- grinding technique) 38,39. Μετά την αφαίρεση της γνάθου των κουνελιών (Εικόνα 1), το μόσχευμα και το υποβαστάζον οστό διαχωρίστηκαν από την υπόλοιπη κάτω γνάθο με τη βοήθεια χειροκίνητου χειρουργικού πριονιού (sawing). Tα ληφθέντα ιστοτεμάχια μονιμοποιήθηκαν αρχικά σε διάλυμα φορμόλης 30% για 1 ώρα (prefixation) και συντηρήθηκαν σε διάλυμα φορμόλης 10% για 48 ώρες (fixation). Ακολούθησε η προετοιμασία των βιοψιών για μη απασβεστιωμένες τομές (undecalcified sections). Αρχικά τα ιστοτεμάχια αφυδατώθηκαν με εμβύθυνση σε διαδοχικά αυξανόμενες συγκεντρώσεις αιθυλικής αλκοόλης σε χρονικό διάστημα 6 ημερών (dehydration). Ακολούθησε η διήθηση των δειγμάτων με υγρή ρητίνη, που επιτεύχθηκε με την εμβάπτυσή τους σε αιθυλικά διαλύματα ρητίνης, διαδοχικά αυξανόμενης συγκέντρωσης, για διάστημα 4 ημερών και σε καθαρή υγρή ρητίνη για διάστημα 2 ημερών (infiltration). Τα ιστοτεμάχια τελικά εγκιβωτίστηκαν στην υγρή ρητίνη (Technovit 7200; Heraeus Kulzer Gmbh, Wehrheim, Germany), επωάστηκαν σε κενό αέρος για 1 ώρα και πολυμερίστηκαν για 12 ώρες σε μπλε φως (embedding, incubation in vacuum and polymerization). Με τη βοήθεια υψηλής ταχύτητας μικροτόμου (Accutom II, Struers, Copenhagen, Denmark) τα δείγματα κόπηκαν κάθετα στο επιμήκη άξονα του μπλοκ και αντίστοιχα με τη μεσότητά του (midaxial section) και κολλήθηκαν σε αντικειμενοφόρο πλάκα με τη χρήση υγρής φωτοπολυριμεριζόμενης ρητίνης (3M ceramic primer και Kulzer Technovit 7210 VLC adhesive). Τα ιστολογικά παρασκευάσματα τοποθετήθηκαν ξανά στο μικροτόμο για να κοπούν σε πάχος περίπου 200μm και ακολούθως τοποθετήθηκαν στην αποτριπτική συσκευή (DAP-V ; Struers, Copenhagen, Denmark) για να επιτευχθεί η τελική αποτριβή και στίλβωσή τους σε πάχος 70μm (cutting, grinding, trimming and polishing). Τα δείγματα βάφτηκαν με κυανού της 11

τολουιδίνης και πυρονίνη G (staining). Από κάθε μπλοκ ελήφθησαν τελικά δύο ιστολογικές τομές (histological sections). Τα τελικά ιστολογικά παρασκευάσματα τοποθετήθηκαν σε μικροσκόπιο διερχόμενου φωτός (Axiostar Plus; Zeiss, Gottingen, Germany) και η εικόνα φωτογραφήθηκε με την ενσωματωμένη έγχρωμη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή (DC88AP; Sony, Tokyo, Japan). Οι ληφθείσες εικόνες μεταφέρθηκαν σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, ψηφιοποιήθηκαν και υπέστησαν επεξεργασία ως προς τις ιστομορφομετρικές εκτιμήσεις με τη χρήση του κατάλληλου λογισμικού ανάλυσης εικόνας (Image ProPlus, Media Cybernetics, Silver Spring, MD, USA). Υπολογίστηκαν σχετικές μέσες τιμές για την πυκνότητα του νεοσχηματιζόμενου οστού, την πυκνότητα του μοσχεύματος και την καθ ύψος κάθετη οστική αναγέννηση. Επίσης, υπολογίστηκε η αναλογία νεοσχηματιζόμενου οστού- μοσχεύματος και η μέση τιμή του ύψους του νέου οστού στο εσωτερικό του μοσχεύματος (Εικόνα 2, Εικόνα 3). 12

Εικόνα 1. Αφαιρεθείσα γνάθος μετά τους 2 μήνες. 13

Εικόνα 2. Ψηφιακή εικόνα,όπου παρουσιάζεται το ιστολογικό παρασκεύασμα. Εικόνα 3. Το ίδιο ιστολογικό παρασκεύασμα με την Εικόνα 2 κατά την ιστομορφομετρική ανάλυση με το λογισμικό Image ProPlus. 14

Αποτελέσματα και Στατιστική Ανάλυση της Ιστομορφομετρίας Κατά την μακροσκοπική και μικροσκοπική μελέτη της περιοχής της οστικής αναγέννησης παρατηρήθηκε η ενσωμάτωση του μοσχεύματος στην γνάθο του κουνελιού και η δημιουργία νέου οστού που καλύπτει περιμετρικά το μόσχευμα, ενώ άφθονος συνδετικός ιστός αναπτύχθηκε γύρω από αυτό (Εικόνα 4). Εικόνα 4. Τεμάχιο περιοχής οστικής αναγέννησης. Αρχικά έγινε έλεγχος για την καλή προσαρμογή των δειγμάτων στην Κανονική Κατανομή. Τα δείγματα ακολουθούν Κανονική Κατανομή. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση με τη διαδικασία EXPLORE για να υπολογιστεί η μέση τιμή (mean) επί τοις εκατό της πυκνότητας του νέου οστού (Bone Density %), της πυκνότητας του οστικού μοσχεύματος (Graft Density %), της επαφής νεοσχηματιζόμενου οστού-μοσχεύματος (BGC %), της καθ ύψους κάθετης οστικής αναγέννησης (BH/GH %) και η μέση τιμή (mean) σε χιλιοστά του ύψους του νέου οστού στο εσωτερικό του μοσχεύματος (BH mm). Η μέση τιμή (%) της πυκνότητας του νεοσχηματιζόμενου οστού είναι 7% 15

(SD:3,37%), της πυκνότητας του μοσχεύματος είναι 29,79% (SD:7,99%), της επαφής νεοσχηματιζόμενου οστού-μοσχεύματος είναι 34,29% (SD:2,58%) και της καθ ύψους κάθετης οστικής αναγέννησης είναι 82,07% (SD:29,62%). Η μέση τιμή (mm) του ύψους του νέου οστού στο εσωτερικό του μοσχεύματος είναι 3,35mm (SD:1,28mm). Συνοπτική παρουσίαση των ανωτέρω μέσων τιμών φαίνεται στον Πίνακα 1. Η στατιστική ανάλυση παρουσιάζεται λεπτομερέστερα στο Παράρτημα Β. Πίνακας 1. Συνοπτική Παρουσίαση των Μέσων Τιμών (%) της Πυκνότητας Νέου Οστού, της Πυκνότητας του Μοσχεύματος, της Επαφής Νεοσχηματιζόμενου Οστού- Μοσχεύματος, της Καθ Ύψους Κάθετης Οστικής Αναγέννησης και της Μέσης Τιμής (mm) του Ύψους του Νέου Οστού στο Εσωτερικό του Μοσχεύματος. Πυκνότητα Πυκνότητα Επαφή Καθ Ύψος Ύψος του Νέου Νέου Οστού Μοσχεύματος Νεοσχηματιζό- Κάθετη Οστού στο (Bone Density) (Graft Density) μενου Οστού- Οστική Εσωτερικό του (Μέση Τιμή %) (Μέση Τιμή %) Μοσχεύματος Αναγέννηση Μοσχεύματος (BGC) (BH/GH) (BH) (Μέση Τιμή %) (Μέση Τιμή %) (Μέση Τιμή mm) 7% 29,79% 34,29% 82,07% 3,35mm (SD:3,37%) (SD:7,99%) (SD:2,58%) (SD:29,62%) (SD:1,28mm) 16

Ιστολογικά Αποτελέσματα Η ιστολογική ανάλυση μετά από περίοδο επούλωσης δύο μηνών έδειξε ενσωμάτωση του οστικού μοσχεύματος στο βασικό οστό της παρειακής επιφάνειας της γνάθου του κουνελιού, χωρίς την παρεμβολή συνδετικού οστού. Αντίθετα, η εξωτερική επιφάνεια του μοσχεύματος περιβάλλεται εξολοκλήρου από συνδετικό ιστό, ο οποίος υπόκειται του περιοστέου. Η παρουσία μυελού των οστών εντός των οστικών κυψελών του ξενομοσχεύματος, υποδεικνύει ενεργό οστεογένεση. Σε αντίθεση με τη βασική μοίρα του συμπαγούς μοσχεύματος (basal section), όπου εμφανίζεται πυκνότερη εναπόθεση νέου οστού, αντίστοιχα με την κορυφαία μοίρα του (top section), η οστεοβλαστική δραστηριότητα είναι ελάχιστη. Ο νεοσχηματιζόμενος οστίτης ιστός εμφανίζει πολυάριθμα οστεοκύτταρα με διαφορετικά επίπεδα σχηματισμού και ωρίμανσης. Παρατηρείται σχηματισμός δικτυωτού οστού (woven bone) με ανάπτυξη νέων αγγείων, που υποδεικνύουν οστεοκαθοδήγηση. Το νεοσχηματιζόμενο δικτυωτό οστό, που προέρχεται από το γύρω οστό με εναπόθεση (appositional bone growth) εισβάλλει στο ικρίωμα, καταλαμβάνοντας το χώρο εντός των μυελοκυψελών, και σχηματίζει χιτώνες επί των οστικών δοκίδων του μοσχεύματος και σε στενή επαφή με αυτές. Η ένωση μεταξύ ξενομοσχεύματος και νέου οστού είναι εμφανής από την παρουσία οστεοκυττάρων που περιβάλλουν τα νεοσχηματιζόμενα αγγεία. Σε όλη την έκταση του ιστολογικού παρασκευάσματος παρατηρούνται περιοχές ενεργού οστικού ανασχηματισμού, κυριαρχεί ο μικτός τύπος οστού (composite bone), αποτελούμενος από δικτυωτό οστό (woven bone) και οστό με παράλληλες ίνες (parallel fibered bone), ενώ κατά τόπους υπάρχουν νησίδες από ώριμο δοκιδώδες οστό (lamellar bone), με καλά οργανωμένους οστεώνες. Σε κάποια άλλα σημεία παρατηρείται κατακερματισμός και αντικατάσταση του δοκιδώδους οστού αλλά και του μοσχεύματος από τον οστεοκλαστικό κοπτών κώνο (osteoclast cutting cone) και την οστεοβλαστική πληρούσα ομάδα (osteoblast filling cone), που και οι δύο συνιστούν τη μονάδα οστικού 17

ανασχηματισμού (bone remodeling unit- BRU), που φέρει τη δική της αγγείωση (Εικόνες 5, 5α, 5β). 18

Εικόνα 5. Πανοραμική άποψη ιστολογικού αποτελέσματος. Εικόνα 5α. Ανάπτυξη του οστού εντός των κυψελίδων του μοσχεύματος. Εικόνα 5β. «Επάλειψη» του μοσχεύματος με νέο ανώριμο οστό. Κατακερματισμός και ενσωμάτωση του μοσχεύματος. 19

Συζήτηση Το πειραματικό μοντέλο του ελέγχου των τεχνικών οστικής αναγέννησης στην πλάγια εξωτερική επιφάνεια της γνάθου κουνελιού έχει από πολλούς ερευνητές χρησιμοποιηθεί 40-41. Η γνάθος των κουνελιών είναι λεπτή, ενώ οι μαλακοί ιστοί γύρω από αυτή αποτελούνται από μύες και πολλές άλλες κινητές δομές σε μια πολύ ενεργό περιοχή για τη μάσηση και την κατάποση 42. Στην παρούσα ερευνητική μελέτη εκτιμήθηκε ο βαθμός οστικής αναγέννησης στην πλάγια εξωτερική επιφάνεια της γνάθου κουνελιού με τη χρήση βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος χωρίς την κάλυψη με μεμβράνη. Το Bio- Oss Spongiosa Block (Geistlich Pharma AG, Wolhusen) είναι διαθέσιμο στο εμπόριο σε σταθερές διαστάσεις (μήκος 1εκ., πλάτος 0.5εκ.,ύψος 0.5εκ). Για τις ανάγκες του σχεδιασμού του πειράματος και την επίτευξη ομοιογένειας αναφορικά με τις διαστάσεις, η συμπαγής μορφή του Bio- Oss κόπηκε και τρίφτηκε με τη βοήθεια λεπίδας νυστεριού σε σχήμα κύβου με ακμή 4mm. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι η συγκεκριμένη μορφή μοσχεύματος είναι ιδιαίτερα εύθραυστη και δύσχρηστη, εξαιτίας της μικρής μηχανικής αντοχής που έχει 43, ενώ για τους λόγους αυτούς δεν αποκλείουμε την πιθανότητα πρόκλησης μικροσκοπικών καταγμάτων στο εσωτερικό του κιβωτιδίου κατά την επεξεργασία του. Θεωρήσαμε αναγκαία την προσαρμογή του συμπαγούς μοσχεύματος, ώστε να εφάπτεται πλήρως στην εξωτερική επιφάνεια της γνάθου του κουνελιού. Για το λόγο αυτό, η επιφάνεια του βασικού οστού επιπεδώθηκε με τη βοήθεια λεπίδας νυστεριού. Η στενή επαφή του συμπαγούς μοσχεύματος με τη δέκτρια περιοχή, που προκύπτει μετά από την κατάλληλη προετοιμασία της τελευταίας, αναφέρεται ότι αποτρέπει την ανάπτυξη και παρεμβολή, μεταξύ αυτών, συνδετικού ιστού και τη μερική απορρόφηση του μοσχεύματος, ενώ συσχετίζεται με αυξημένο ποσοστό ενσωμάτωσης και διατήρησης του όγκου αυτού 44. Τα συμπαγή οστικά μοσχεύματα, που χρησιμοποιούνται σε εντοπισμένα ελλείμματα της φατνιακής κορυφής, σταθεροποιούνται, συνήθως, στη δέκτρια περιοχή με μεταλλικές βίδες σταθεροποίησης και μεμβράνες ή ενδοοστικά 20

εμφυτεύματα 45. Οι πλάκες και οι βίδες τιτανίου παρέχουν έναν άριστο μηχανισμό για την αποκατάσταση της οστικής μορφής, την άκαμπτη σταθερότητα και την καθήλωση των οστικών μοσχευμάτων. Συγχρόνως, όμως, εμφανίζουν συγκεκριμένους περιορισμούς. Από τη στιγμή που η οστική επούλωση έχει πραγματοποιηθεί, η πλάκα τιτανίου δεν είναι πλέον απαραίτητη και πρέπει να αφαιρεθεί. Καθώς η πλάκα τιτανίου προστατεύει από τις φυσιολογικές τάσεις, είναι πολύ πιθανό να παρατηρηθεί μια φυσιολογική φατνιακή απώλεια (stress shielding) 46, ενώ, επιπλέον, διάβρωση, αλλεργική αντίδραση, χαλάρωση και ευαισθησία στο κρύο έχουν αναφερθεί σαν δυνητικά προβλήματα των μεταλλικών βιδών και πλακών 47. Σαν αποτέλεσμα αντικείμενο έρευνας αποτέλεσαν οι απορροφήσιμες εμφυτευματικές συσκευές σε μια προσπάθεια για τον προσδιορισμό τις ικανότητας προσαρμογής τους για χρήση στην κρανιοπροσωπική χειρουργική 48,49.Ανάμεσα σε αυτές, οι απορροφήσιμες μεμβράνες και βίδες από πολύ-l-λακτικό οξύ με πολύ-r-γλυκολικό οξύ (PLLA-PLGA) ή πολύ-pδιοξανόνη (PDS) έδειξαν αρκετά θετικά αποτελέσματα. Ωστόσο, κατά την τελευταία δεκαετία σειρά ερευνών έδειξαν ότι οι βιοαπορροφήσιμες συσκευές, πλάκες και βίδες οστεοσύνθεσης και μεμβράνες, εμφανίζουν, επίσης, επιπλοκές. Έχουν περιγραφεί οστεολυτικές αντιδράσεις, αποκρίσεις ξένου σώματος και ενθυλάκωση των υπό απορρόφηση σωματιδίων 50,51. Επιπλέον, οι απορροφήσιμες συσκευές εμφανίζουν συχνά χαμηλό ρυθμό αποδόμησης 52 και ενδοοστική μετανάστευση των σωματιδίων κατά την απορρόφησή τους 53. Στην παρούσα πειραματική μελέτη επιλέξαμε την σταθεροποίηση του οστικού μοσχεύματος με μικρο-πλάκα οστεοσύνθεσης τιτανίου (straight plate 4- hole,w. Lorenz Surgical, Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate.Innovate ), που καθηλώθηκε με τις αντίστοιχες βίδες συγκράτησης τιτανίου (self drilling screws, W. Lorenz Surgical, Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate. Innovate ), γιατί πέρα από την άριστη βιοσυμβατότητα και την άκαμπτη ακινητοποίηση που παρέχει, εμφανίζει ικανοποιητική πλαστικότητα, μειωμένο χρόνο τοποθέτησης και ικανότητα για ταχεία πρωτότυπη διαμόρφωση, που επιτρέπει ακριβή εφαρμογή επί του μοσχεύματος 54-55. Για τις ανάγκες του πειραματικού πρωτόκολλου η μικρο-πλάκα οστεοσύνθεσης διαμορφώθηκε σε 21

σχήμα «Π» εσωτερικών διαστάσεων 4mm x 4mm, που κοχλιώθηκε στην εξωτερική επιφάνεια της γνάθου κουνελιού με τις αντίστοιχες ειδικές βίδες τιτανίου. Το συμπαγές τεμάχιο του Bio- Oss τοποθετήθηκε στη δέκτρια περιοχή και καλύφθηκε αποκλειστικά από το άθικτο περιόστεο, χωρίς την κάλυψη του μοσχεύματος με μεμβράνη. Παρόλα αυτά, η εφαρμογή των μεμβρανών κατά τις τεχνικές οστικής αναγέννησης με τρήματα αυτογενούς οστικού μοσχεύματος και της κάθετης αύξησης της φατνιακής κορυφής με συμπαγή αυτογενή μοσχεύματα, θεωρείται από πολλούς ερευνητές αναγκαία, καθώς περιορίζει την τάση των τελευταίων για απορρόφηση, εξαιτίας του υψηλού ρυθμού οστικού ανασχηματισμού που επιδεικνύουν αυτά 56-58. Αντιθέτως, οι Mazzocco et al., κατά την τεκμηρίωση της τεχνικής τούνελ για την κάθετη αύξηση της φατνιακής κορυφής με συμπαγές αυτογενές μόσχευμα, υποστηρίζουν ότι η διαφύλαξη της ακεραιότητας του περιοστέου, όχι μόνο εξαλείφει την αναγκαιότητα για χρήση μεμβράνης, αλλά, επίσης, συντελεί στην επιβίωση και τη διατήρηση της ζωτικότητας του μοσχεύματος 59. Κατά το σχεδιασμό του πειράματος θεωρήσαμε ότι η κάλυψη του μοσχεύματος αποκλειστικά και μόνο με περιόστεο αρκεί. Είναι γνωστό ότι ο υμένας αυτός περιέχει πολυδύναμα αδιαφοροποίητα κύτταρα που έχουν τη δυνατότητα να διαφοροποιηθούν σε οστεοβλάστες 60-61. Θεωρείται ότι η διάταση του περιοστέου και του υποπεριοστικού φακέλου επάγει την υποπεριοστική παραγωγή οστού 62-63. Εξάλλου το Bio- Oss στη μορφή κυλίνδρου έχει τεκμηριωθεί ότι επιδεικνύει βραδύ ρυθμό αποδόμησης, όταν χρησιμοποιείται εντός οστικών ελλειμμάτων και σαν επένθετο οστικό μόσχευμα 64, γεγονός που αποδεικνύεται ωφέλιμο στη διατήρηση της σταθερότητας των διαστάσεων του νεοσχηματιζόμενου οστού 65. Παρόλα αυτά οι Camelo et al., κατά την κλινική, ακτινογραφική και ιστολογική αξιολόγηση της θεραπείας περιοδοντικών ελλειμμάτων με κοκκία Bio- Oss μόνων ή σε συνδυασμό με μεμβράνη κολλαγόνου Bio- Gide, παρατήρησαν ότι ο συνδυασμός μοσχεύματος με μεμβράνη κολλαγόνου ενισχύει σημαντικά την παραγωγή νέου οστού σε σχέση με τη χρήση μόνο του μοσχεύματος 66. Το συμπαγές μόσχευμα Bio- Oss τοποθετήθηκε στην επιφάνεια της γνάθου του κουνελιού και καλύφθηκε από το περιόστεο, χωρίς την επικάλυψη του με 22

τρήματα αυτογενούς ή άλλου είδους μοσχευματικού υλικού. Αντιθέτως, έχει προταθεί από πολλούς ερευνητές, η επικάλυψη των συμπαγών μοσχευμάτων ανεξαρτήτου προέλευσης με τρήματα είτε αυτογενούς είτε ξενογενούς μοσχευματικού υλικού 67-69. H τοποθέτηση τρημάτων, κυρίως αυτογενούς οστού, τόσο στη βάση όσο και στην περιφέρεια του συμπαγούς οστικού μοσχεύματος έχει βρεθεί ότι εξαλείφει το νεκρό χώρο, ενισχύοντας σημαντικά το βαθμό οστικής αναγέννησης 70. O συνδυασμός, εξάλλου, συμπαγούς οστικού αυτομοσχεύματος και τρημάτων βόειας προέλευσης ανόργανου οστικού μοσχεύματος, εξαιτίας του χαμηλού ρυθμού απορρόφησης που το τελευταίο επιδεικνύει, θεωρείται ότι προστατεύει το πρώτο από την πρώιμη απορρόφηση 71. Η δομική ομοιότητα που επιδεικνύει το Bio- Oss με το ανθρώπινο σπογγώδες οστό ενισχύει την ανάπτυξη οστεογεννητικών κυττάρων και την εναπόθεση νέου οστού 72. Παρόλα αυτά, πολλές μελέτες επιδεικνύουν την ανικανότητα του Bio-Oss να επάγει το σχηματισμό νέου οστού, όταν χρησιμοποιείται ως επένθετο οστικό μόσχευμα χωρίς τον εμπλουτισμό του με οστεοεπαγωγικό υλικό 73-74. Το δείγμα που εξετάστηκε αποτελούνταν από χαμηλής πυκνότητας νέο σπογγώδες οστό με οστικό όγκο 7% (SD:3,37%) (%bone density), καλά διατηρημένο οστικό μόσχευμα με όγκο 29,79% (SD:7,99%) (%graft density) και αναλογία νεοσχηματιζόμενου οστού- μοσχεύματος περίπου 24% (%new bone/graft area ή %new bone to graft ratio). Η μέση τιμή (%) της επαφής νεοσχηματιζόμενου οστού- μοσχεύματος ήταν 34,29% (SD:2,58%) (%ΒGC). Τα ευρήματα αυτά αναφορικά με τον υπολειπόμενο όγκο μοσχεύματος δε διαφέρουν πολύ από ευρήματα άλλων ερευνών. Οι Zitmann et al., κατά την ιστοπαθολογική μελέτη σε ανθρώπους της αύξηση της φατνιακής κορυφής με κοκκία Bio- Oss και μεμβράνη κολλαγόνου Bio- Gide, μετά από 6-7 μήνες, βρήκαν όγκο μοσχεύματος 31% και γραμμική επαφή νέου οστού/μοσχεύματος 37% 75. Στις ιστολογικές τομές παρατηρήθηκαν σημεία απορρόφησης του μοσχευματικού υλικού, γεγονός που υποδεικνύει ότι το τελευταίο παίρνει μέρος στη διαδικασία του οστικού ανασχηματισμού. Παρόμοια, οι Norton et al., κατά την αξιολόγηση της οστεοκαθοδηγητικής ικανότητας και της αποτελεσματικότητας του Βio- Oss στην αναγέννηση του φατνιακού οστού, κατέγραψαν ποσοστό επαφής οστού-μοσχεύματος 23

34% 76. Οι Canullo et al., επίσης κατά την ιστομορφομετρική ανάλυση της κάθετης αύξησης της φατνιακής κορυφής με κοκκία Bio- Oss και ενισχυμένης με τιτάνιο μεμβράνης e- PTFE σε 65χρονο ασθενή, βρήκαν μετά από 6 μήνες χαμηλής πυκνότητας νέο σπογγώδες οστό με όγκο 25.3%, πολυάριθμα διάσπαρτα κοκκία Βio- Oss με όγκο 25.94% και αναλογία νέοσχηματιζόμενου οστού- μοσχεύματος περίπου 50% 77, αποδεικνύοντας ότι η συγκεκριμένη μορφή μοσχεύματος μπορεί να ενσωματωθεί με το νέο οστό, ενώ η αντικατάσταση του από το φυσικό οστό φαίνεται να είναι μια αργή διαδικασία. Ωστόσο, στην παρούσα ερευνητική μελέτη ο όγκος του νέου οστού είναι σημαντικά μικρότερος, γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στη διαφορετική μορφή του παρόντος μοσχεύματος. Η εντόπιση, παρόλα αυτά, χιτώνων νέου οστού στην κορυφαία μοίρα του μοσχεύματος αποδεικνύει ότι, αν και η αύξηση του όγκου της φατνιακής κορυφής με τη χρήση της συμπαγούς μορφής του Bio-Oss προχωρά με βραδύτερους ρυθμούς, αποτελεί μια αποτελεσματική εναλλακτική για τις τεχνικές οστικής αναγέννησης. Κατά την ιστολογική μελέτη παρατηρήθηκε κυριολεκτικά «επάλειψη» των εσωτερικών κυψελίδων του ξενομοσχεύματος με ανώριμο οστό (flowing bone) αναδεικνύοντας την εξαιρετική βιοσυμαβατότητα του υλικού. Το νεοσχηματισθέν οστό βρίσκεται σε στενή επαφή με το Βio- Oss, γεγονός που υποδεικνύει οστεοκαθoδήγηση. Σε ανάλογα συμπεράσματα συγκλείνουν και παλαιότερες μελέτες 78-79. Κατά την ιστομορφομετρική ανάλυση η μέση τιμή της καθ ύψους κάθετης οστικής αναγέννησης είναι 82,07% (%BH/GH)(SD:29,67%), ενώ η μέση τιμή του ύψους του νέου οστού στο εσωτερικό του μοσχεύματος είναι 3,35mm (BHmm)(SD:1,28mm), μετρούμενου από την εξωτερική επιφάνεια της γνάθου ως τα πιο εκσεσημασμένα επίπεδα του νέου οστού. Τα πιο πάνω αποτελέσματα σε συνδυασμό με την ανάπτυξη νέου οστού στην κορυφαία μοίρα του μοσχεύματος, υπαγορεύουν ότι η συμπαγής μορφή του Βio- Oss πιθανόν να αποτελεί αποτελεσματικό ικρίωμα στις τεχνικές κάθετης οστικής αναγέννησης. Σε πρόσφατη ανασκόπηση των Rocchietta et al. 80, δεν προέκυψαν δεδομένα που να υποστηρίζουν την ικανοποιητική αύξηση του κάθετου ύψους της φατνιακής ακρολοφίας με τη χρήση συμπαγών οστικών μοσχευμάτων καθώς και τη σταθερότητά τους στο χρόνο. Δεδομένα, ωστόσο, 24

από την πρόσφατη βιβλιογραφία σχετικά με τη χρήση συμπαγών αλλομοσχευμάτων υποστηρίζουν πλάγια ή κάθετη αύξηση του ύψους του φατνιακού οστού 3-3,2mm 81 ή 4-6mm με μέσο όρο τα 5±0.5mm 82. Εξάλλου, οι Rothamel et al., κατά την συγκριτική αξιολόγηση σε σκύλους της κάθετης οστικής αναγέννησης με τη χρήση ξενογενών αποπρωτεϊνομένων και αυτογενών συμπαγών οστικών μοσχευμάτων, που σταθεροποιήθηκαν με βίδες οστεοσύνθεσης, επισήμαναν ότι τα πρώτα επέδειξαν παρόμοιες οστεοκαθοδηγητικές ικανότητες με τα δεύτερα, με αποτέλεσμα την κατά 50% με 60% καθ ύψος ενασβεστίωση των μπλοκς 83. Στην παρούσα πειραματική μελέτη υπογραμμίζεται για μια ακόμη φορά ο καθοριστικός ρόλος του περιοστέου στις αναγεννητικές τεχνικές. Η ανάπτυξη νέου οστού τόσο στην κορυφαία μοίρα του μοσχεύματος όσο και στα πλάγια τοιχώματά του, έμμεσα υποδηλώνει την ενεργό συμμετοχή του συγκεκριμένου βιοϋμένα στη διαδικασία της οστεογένεσης. Οι Simion et al., κατά τη μελέτη της κάθετης οστικής αναγέννησης με τη χρήση της συμπαγούς μορφής του Bio- Oss επικαλυμμένου με rhpdgf- BB χωρίς μεμβράνη, συμπέραναν ότι για την αποτελεσματική επαγωγή των χημειοτακτικών διαδικασιών στις διαδικασίες οστικής αναγέννησης, ο rhpdgf- BB απαιτεί επαρκή παροχή οστεοβλαστικού τύπου κυττάρων, που ανευρίσκονται στην υποκείμενη στιβάδα του άθικτου περιοστέου. Ωστόσο, αναφέρουν ότι η μη ανάπτυξη νέου οστού στις κεντρικές μοίρες του μοσχεύματος, υπαγορεύει αφενός ότι το νέο οστό θα μπορούσε να αναγεννηθεί από τη περιφέρεια προς το κέντρο, αφετέρου πιθανόν να οφείλεται στην ανεπαρκή διαδικασία διάχυσης, με αποτέλεσμα την ατελή διαβροχή της κεντρικής περιοχής από PDGF 84. Η υπόθεση αυτή, αναφορικά με το μοντέλο αναγέννησης του νέου οστού, επιβεβαιώνεται και από τις δικές μας παρατηρήσεις, κατά τις οποίες σε όλες τις ιστολογικές τομές παρατηρούμε ανάπτυξη νέου οστού στην κεντρική μοίρα του συμπαγούς μοσχεύματος, υπαγορεύοντας ότι το Bio- Oss Spongiosa Block δρα οστεοκαθοδηγητικά επιτρέποντας την ανεμπόδιστη μετανάστευση των οστεογεννητικών κυττάρων από την περιφέρεια στο εσωτερικό του. 25

Συμπεράσματα Η χρήση του βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος κατά την τεχνική της κάθετης αύξησης της φατνιακής κορυφής, αποτελεί σημαντική εναλλακτική έναντι των αυτογενών συμπαγών οστικών μοσχευμάτων. Η κάλυψη του βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος αποκλειστικά και μόνο με περιόστεο, έδειξε σημαντικό βαθμό οστικής αναγέννησης, αποδεικνύοντας το σημαντικό ρόλο του τελευταίου στη διαδικασία της οστεογένεσης. Μελλοντικά θεωρείται σκόπιμη η συγκριτική αξιολόγηση του βαθμού κάθετης οστικής αναγέννησης με την κάλυψη του βόειου αποπρωτεϊνομένου συμπαγούς οστικού μοσχεύματος με μεμβράνη κολλαγόνου. 26

Abstract INTRODUCTION. Rehabilitation of severe horizontal and vertical alveolar bone resorption can be succeeded, apart from the use of autogenous block bone grafts, guided bone regeneration (GBR) and alveolar distraction osteogenesis (DO), by means of deproteinized bovine bone mineral matrix in the form of block (Bio- Oss Spongiosa Block, Geistlich Pharma AG, Wolhusen). AIM. In the current research, it was evaluated the degree of bone augmentation on the lateral outer side of the rabbit mandible using deproteinized bovine bone block graft without membrane coverage. MATERIALS AND METHODS. 7 N. Zealand rabbits of both genders were used, weighing 3-4kg each. After incision in the right buccal side and along the lower border of the mandible, of 2-3cm in length, including skin and subcutaneous, and the appropriate bone surface preparation, Bio- Oss Spongiosa Block was suited, after it has been appropriately modified in the form of cube with an edge of 4mm. Fixation and stabilization of the graft was performed by means of osteosynthesis mini-plates, which were shaped in the form of «Π» of internal dimensions of 4 4mm (straight plate 4-hole,W. Lorenz Surgical,Inc.,Jacksonville, Florida, BIOMET MICROFIXATION Anticipate.Innovate ). After a healing period of two months and the retrieval of rabbits jawbone, the acquired specimens were prepared for histologic and histomorphometric analysis with the technique for undecalcified sections. RESULTS. Mean value (%) of new bone density was 7% (SD:3,37%), of graft density was 29,79% (SD:7,99%), of new bone to graft contact was 34,29% (SD:2,58%) and of by height vertical ridge augmentation was 82,07% (SD:29,62%). Mean value (mm) of height of new bone in the internal of the block bone graft was 3,35mm (SD:1,28mm). The (%) new bone to graft ratio was approximately 24%. Incorporation of the block bone graft into the basal bone, woven bone formation through the whole bone augmentation area and cutting into species and replacement of lamellar bone and graft, in some areas, were observed. DISCUSSION- CONCLUSIONS. In the present research, new bone volume is significantly smaller, which can be attributed to the different form of the present graft. Localization, although, of layers of woven bone in its top section, proves that despite the fact that the increase of alveolar ridge volume using Bio- Oss Spongiosa Block proceeds with a slower rate, it constitutes an efficacious alternative to autogenous block bone grafts. Bio- Oss Spongiosa Block coverage exclusively with periosteum exhibited a significant degree of bone regeneration, proving the significant role of the last in the osteogenesis procedure. In the future, the comparative evaluation of the degree of ridge augmentation with the coverage of Bio- Oss Spongiosa Block with a collagen membrane is regarded necessary. 27

Βιβλιογραφία 1. Golds L. The prosthetic treatment in the presence of gross resorption of the mandibular alveolar ridge. J Dent. 1985;13:91 101. 2. Burchardt H. Biology of bone transplantation. Orthop Clin North Am. 1987;18:187 195. 3. Horowitz RA. The use of osteotomes for sinus augmentation at the time of implant placement. Compend Contin Educ Dent. 1997;18:441 452. 4. Summers RB. Sinus floor elevation with osteotomes. J Esthet Dent. 1998;10: 164 171. 5. Schultz-Mosgau S, Schliephake H, Schultze-Mosgau S. Soft tissue profile changes after autogenous iliac crest onlay grafting for the extremely atrophic maxilla. J Oral Maxillofac Surg. 2000;58:971 975. 6. Dörtbudak O, Haas R, Bernhart T. Inlay autograft of intra-membranous bone for lateral alveolar ridge augmentation: A new surgical technique. J Oral Rehabil 2002;29:835-841. 7. Uckan S, Dolanmaz D, Kalayci A. Distraction osteogenesis of basal mandibular bone for reconstruction of the alveolar ridge. Br J Oral Maxillofac Surg 2002;40:393-396. 8. Takahashi T, Funaki K, Shintani H. Use of horizontal alveolar distraction osteogenesis for implant placement in a narrow alveolar ridge: A case report. Int J Oral Maxillofac Implants 2004;19:291-294. 9. McAllister BS, Haghighat K. Bone augmentation techniques. J Periodontol 2007;78:377-396. 10. Jamauchi K, Takahashi T, Funaki K. Periosteal expansion osteogenesis using highly purified beta-tricalcium phosphate blocks. A pilot study in dogs. J Periodontol 2008;79:999-1005. 11. Joshi A. An investigation of postoperative morbidity following chin graft surgery. Br Dent J. 2004;196:215-218. 12. Misch CM, Misch CE, Rensik RR et al. Reconstruction of maxillary alveolar defects with mandibular symphysis grafts for dental implants: A preliminary procedural report. Int J Oral Maxillofac Implants. 1992;7:360-366. 13. Angaloo T, Moy P. Which hard tissue augmentation technique is the most successful in furnishing bonny support for implant placement? Int J Oral Maxilofac Implants 2007;22(suppl):49-70. 28

14. Hürzeler, M. B., Qun ones, C. R., Kirsch, A. Maxillary sinus augmentation using different grafting materials and dental implants in monkeys. Part I. Evaluation of anorganic bovine-derived bone matrix. Clin Oral Implants Res 1997; 8: 476 486. 15. Yildrim M, Spiekermann H, Biesterfeld S. Maxillary sinus augmentation using xenogenic bone substitute material Bio-Oss in combination with venous blood. A histologic and histometric study in humans. Clin Oral Implants Res 2000;11:217-229. 16. Peetz M. Characterization of xenogenic bone material. In: Boyne PJ, Evensen L (eds).osseous reconstruction of the maxilla and the mandible. Chicago: Quintessence, 1997:87-100. 17. Spector M. Basic principles of tissue engineering. In: Lynch SE, Genco RJ, Marx RE (eds) Tissue Engineering. Chicago: Quintessence, 1999:3-16. 18. Artzi Z, Tal H, Dayan D. Porous bovine bone mineral in healing of human extraction sockets. Part 2. Histochemical observations at 9 months. J Periodontol 2001;72:152-159. 19. Nevins M, Melloning JT. The advantage of localized ridge augmentation prior to implant placement. A staged event. Int J Periodontics Restorative Dent 1994;14:97-11. 20. Rosen VB, Hobbs LW, Spector M. The ultrastructure of anorganic bovine bone and selected synthetic hydroxyapatites used as bone graft materials. Biomaterials 2002;23:921-928. 21. Berglundh T, Lindhe J. Healing around implants in bone defects treated with Bio- Oss. An experimental study in the dog. Clin Oral Implants Res 1995 Apr;8(2):117-24. 22. Hockers T, Abensur D, Valentini P. The combined use of bioresorbable membranes and xenografts or autografts in the treatment of bone defects around implants. A study in beagle dogs. Clin Oral Implants Res 1999;10:487-498. 23. Heberer S, Al-Chawaf B, Hildebrand D. Histomorphometric analysis of extraction sockets augmented with Bio-Oss Collagen after a 6-week healing period: A prospective study. Clin Oral Implants Res 2008;19: 1219 1225. 24. Araujo M, Linder E, Wennstrom J. The influence of Bio- Oss Collagen on healing of extraction socket: an experimental study in dogs. Int J Periodontics Restorative Dent 2008 Apr;28(2):123-35. 25. Jung R, Siegenthaler D, Hämmerle Ch. Postextraction tissue management: A soft tissue punch technique. Int J Periodontics Restorative Dent 2004;24:545-553. 29

26. Reddy KP, Nayak DG, Uppoor AS. A clinical evaluation of anorganic bovine bone graft plus 10% collagen with or without a barrier in the treatment of class II furcation defects. J Contemp Dent Pract. 2006 Feb 15;7(1):60-70. 27.Hartman GA, Arnold RM, Mills MP. Clinical and histologic evaluation of anorganic bovine bone collagen with or without a collagen barrier. Int J Periodontics Restorative Dent. 2004 Apr;24(2):127-35. 28. Van Steenberghe D, Callens A, Geers L et al. The clinical use of deproteinized bovine bone mineral on bone regeneration in conjunction with immediate implant installation. Clin Oral Implants Res 2000;11: 210 216. 29. Steigmann M. A bovine-bone mineral block for the treatment of severe ridge deficiencies in the anterior region: a clinical case report. Int J Oral Maxillofac Implants 2008 Jan-Feb;23(1):123-8. 30.Hämmerle CH, Jung RE, Yaman D. Ridge augmentation by applying bioresorbable membranes and deproteinized bovine bone mineral: a report of twelve consecutive cases. Clin Oral Implants Res 2008 Jan;19(1):19-25. Epub 2007 Oct 22. 31. Tadjoedin ES, de Lange GL, Bronckers AL et al.. Deproteinized cancellous bovine bone (Bio-Oss) as bone substitute for sinus floor elevation. A retrospective, histomorphometrical study of five cases. J Clin Periodontol 2003; 30: 261 270. 32.Traini T, Valentini P, Iezzi G. A histologic and histomorphometric evaluation of anorganic bovine bone retrieved 9 years after a sinus augmentation procedure. J Periodontol 2007 May;78(5):955-61. 33. Ζitman NU, Schärer P. Sinus elevation procedures in the resorbed posterior mandible. Comparison of the crestal and latelar approaches. Oral Surg Oral Med Oral Path Oral Radiol Endod 1998;85:8-17. 34. Phillips JH, Rahn BA. Fixation effects on membranous and endochondral onlay bone graft revascularization and bone deposition. Plast Reconstr Surg 1990;85:891-897. 35. Gosain A.K., McCarthy JG, Staffenberg D. The histomorphometric changes in vascularised bone transfer and their interrelationship with the recipient sites: a 1-year study. Plastic Reconstructive Surgery 1996;97:1001-1013. 36. Busenlechner D., Kantor M., Tangl S. Alveolar ridge augmentation with a prototype trilayer membrane and various bone grafts: a histomorphometric study in baboons. Cin Oral Implants Res 2005 Apr;16(2):220-7. 37. Torino AJ, Davidson CL, Klopper PJ et al. Protection from stress in bone and its effects. Experiments with stainless steel and plastic platesin dogs. J Bone Joint Surg Br 1976;58:107. 30

38. Donath K, Breuner G. A method for the study of undecalcified bones and teeth with attached soft tissues. The Sage- Schiff (sawing and grinding) technique. J Oral Pathol 1982 Aug;11(4):318-26. 39. Donath K. Preparation of histologic sections (by cutting- grinding technique for hard tissue and other material not suitable to be sectioned by routine methods). Equipment and methodological performance. Norderstedt: EXACT- Kulzer- Publication, 1993. 40. Salata LZ, Rasmusson L, Kahnberg KE. Effects of a mechanical barrier on the integration of cortical onlay bone grafts placed simultaneously with endoosseous implant. Clin Implant Dent Relat Res 2002;4(2):60-8. 41. Stavropoulos A, Kostopoulos L, Mardas N. Deproteinized bovine bone used as an adjunct to guided bone augmentation. Clin Implant Dent Relat Res 2001;3(3):156-165. 42. Andersson L, Ramzi M, Joseph B. Studies on dentin grafts to bone defects in rabbit tibia and mandible; development of an experimental model. Dental Traumatology 2009; 25: 78 83. 43. Fontana F, Rocchietta I, Dellavia C. Biocompatibility and manageability of a new fixable bone graft for the treatment of localized bone defects: preliminary study in a dog model. Int J Periodontics Restorative Dent 2008;Dec28(6)601-7. 44. Cahlvalho P, Vancocellos LW. Influence of bed preparation on the incorporation of autogenous bone grafts: A study in dogs. Int J Oral Maxillofac Implants 2000;15:565-570. 45. Buser D, Dula K, Belser U. Localised ridge augmentation using guiding bone regeneration II. Surgical procedure in the mandible. Int J Periodontics Restorative Dent 1995;15:11-29. 46. Tonino AJ, Davidson CL, Klopper PJ et al. Protection from stress in bone and its effects. Experiments with stainless steel and plastic platesin dogs. J Bone Joint Surg Br 1976;58:107. 47. Epplwy B. Bioabsorbable plates and screws: Current state of the art in facial fracture and repair (an invited review). J Craniomaxillofac Trauma 2000;6:28. 48. Chacon EG, Ellis PJ, Kalmar RJ. Using resorbable screws for fixation of cortical onlay bone grafts: An in vivo study in rabbits. J Oral Maxillofac Surg 2004;62:1396-1402. 49. Urbani G, Lombaro G, Santi E. Localised ridge augmentation with chin grafts and resorbable pins: case reports. Int J Periodonicst Restorative Dent 1998;18:363-375. 31

50. Frederick J, Hulst TJ. Sundareson AS. Foreign-body reaction to absorbable fixation devices. J Am Podiatr Med Assoc 1996;86(8):396-398. 51. Bostman OM. Osteolytic changes accompanying degradation of absorbable fracture fixation implants. J Bone Joint Surg Br 1991;73:679-682. 52. Bergsma JE, de Bruijin WC, Rozema FR. Late degradation tissue response to poly (L- lactide) bone plates and screws. Biomaterials 1995 Jan;16(1):25-31. 53. Bostman O, Paivarinta U, Manninen M. Polymeric debris from absorbable polyglycolide screws and pins: Intraosseous migration in rabbits. Acta Orthop Scand 1992;63(5):555-559. 54. Mollauglou N, Cetiner S, Alpaslan C. The early tissue response to titanium and LactoSorb screws. Dental Traum 2003;19(3):139-144. 55. Hidalgo D. Titanium miniplate fixation in free flap mandible reconstruction. Ann of Plast Surg 1989 Dec;23(6):498-507. 56. Βuser D, Dula K, Hirt H. Lateral ridge augmentation using autografts and barrier membranes: clinical study with 40 partially edentulous patients. Journal of Oral and Maxillofac Surgery 1996;54:420-432. 57. Buser D, Bragger U, Lag N. Regeneration and enlargement of jaw bone using guided tissue regeneration. Clin Oral Implants Res 1990;1:22-23. 58. Simion M, Jovanovic SA, Tinti C. Long- term evaluation of osseointegrated implants inserted at the time or after vertical ridge augmentation. Clin Oral Implants Res 2001;12:35-45. 59. Mazzocco C, Buda S, Paoli S. The tunnel technique: A different approach to block grafting procedures. Int J Periodontics Restorative Dent 2008; 28:45-53. 60. Postacchini F, Gumina S, Perugia D. Early fracture callus in the diaphysis of human long bones. Histologic and ultrastructural study. Clin Orthop Relat Res 1995;(310):218-228. 61. Ozerdem OR, Kivanc O, Tuncer I. Callotasis in nonvascularized periosteal bone grafts and the role of periosteum: A new contribution to the concept of distraction osteogenesis. Ann Plast Surg 1998;41:148-155. 62. Hikiji H, Takato T, Matsumoto S. Experimental study of the reconstruction of the temporomandibular joint using a bone transport technique. J Oral Maxillofac Surg 2000;58:1270-1276. 32

63. Delloye C, Delefortrie G, Coutelier L. Bone regenerate formation in cortical bone during distraction lengthening. An experimental study. Clin Orthop Relat Res 1990;250:34-42. 64. Jehnsen S.S., Aaboe M, Pinholt E.M.. Tissue reaction and material characteristics of four bone substitutes. Int J of Oral and Maxillofac Implants 1996;11:55-66. 65. Artzi Z, Dayan D, Alpern Y. Vertical ridge augmentation using xenogenic material supported by a configured titanium mesh: clinicohistopathologic and histochemical study. Int J Oral Maxillofac Implants 2003 May- Jun;18(3):440-6. 66. Camelo M., Nevins ML, Schenk RK. Clinical, radiographic, and histologic evaluation of human periodontal defects treated with Bio- Oss and Bio- Gide. Int J Periodontics Rest Dent 1998 AUG;18(4):321-31. 67. Proussaefs P, Lozada J, Alejandro K. The use of ramus autogenous block grafts for vertical alveolar ridge augmentation and implant placement: A pilot study. Int J Oral Maxillofac Implants 2002;17:238-248. 68. Proussaefs P and Lozzada J. The use of resorbable collagen membrane in conjuction with autogenous bone graft and inorganic bovine mineral for buccal/labial alveolar ridge augmentation: A pilot study. J Prosthet Dent 2003;90:530-8. 69. Ozkan Y, Ozcan M, Altan V. Resonance frequency analysis assessment of implant stability in labial onlay grafted posterior mandible: A pilot study. Int J Oral Maxillofac Implants 2007;22:235-24. 70. Urbani G, LombardoG, SantiE. Localized ridge augmentation with chin grafts and resorbable pins: case reports. Int J Periodontics Restorative Dent 1998;13:363-375. 71. Arx von T, Buser D. Horizontal ridge augmentation using autogenous block grafts and the guided bone regeneration technique with collagen membranes: a clinical study with 42 patients. Clin Oral Implants Res 2006;17;359-366. 72. Klinge B, Alberious P, Isaksson S. Osseous response to implanted natural bone mineral and synthetic hydroxyapatite ceramic primer in the of repair of experimental skull in bone defects. J Oral Maxillofac Surg 1992;50:241-9. 73.Pinholt EM, Bang G, Haanaes HR. Alveolar ridge augmentation in rats by Bio-Oss. Scand J Dent Res 1991;99:154-61. 74.Young C, Sandstedt P, Skoglund A. A comparative study of anorganic xenogenic bone and autugenous bone in implants for bone regeneration in rabbits. Int J Oral Maxillofac Impl 1999;14:72-6. 33