Korelace mezi hustotou a resorpcí čerstvě zmrazených a autogenních kostních štěpů

Abstrakt

Design studie. Tato analýza porovnávala výsledky čerstvě zmrazených a autologních kostních blokových štěpů pro horizontální augmentaci hřebene u pacientů s atrofií Cawoodovy a Howellovy třídy IV. Metody. Sedmnáct pacientů dostalo autologní štěpy a 21 pacientů dostalo čerstvě zmrazené kostní štěpy. Pacienti podstoupili CT vyšetření 1 týden a 6 měsíců po operaci pro analýzu objemu a hustoty štěpu. Výsledky. Dva autologní a tři čerstvě zmrazené štěpy selhaly. Autologní a čerstvě zmrazené štěpy ztratily 28 %, resp. 46 % svého původního objemu . Je pozoruhodné, že méně husté čerstvě zmrazené bloky ztratily více objemu než hustší štěpy (61 % oproti 16 %). Závěry. Podle těchto šestiměsíčních výsledků mohou být přijatelnou alternativou autologní kosti pro horizontální augmentaci hřebene pouze hustší čerstvě zmražené kostní štěpy. Je zapotřebí dalších studií, které by zkoumaly jeho chování v delších časových intervalech.

1. Úvod

Kostní štěpy se široce používají ke korekci atrofie alveolárního hřebene s ohledem na rehabilitace podporované implantáty. Autologní kost (AB) je v současné době považována za zlatý standard štěpů pro tyto zákroky, a to i přes její významné nevýhody, jako je vysoká morbidita v důsledku vytvoření chirurgického dárcovského místa a omezená dostupnost, zejména při odběru z intraorálních míst . Proto byly v posledních letech navrženy alternativní materiály jako čerstvě zmrazená kost (FFB) od homologních dárců .

Kostní štěpy obvykle podléhají během prvního roku po operaci rozsáhlé remodelaci a resorpci, což může ovlivnit proveditelnost účinné rehabilitace. Hlubší pochopení vlastností těchto štěpů, které mohou předpovídat jejich resorpci, je proto nesmírně důležité. Někteří autoři se domnívají, že míra resorpce štěpů může záviset na jejich embryologickém původu, protože štěpy z membranózní kosti (jako štěpy z kalvy nebo mandibuly) se neresorbují v takové míře jako štěpy z endochondrální kosti (jako štěpy z hřebene kosti kyčelní) , ačkoli příčina tohoto jevu není dosud dostatečně objasněna. Jiné studie pozorovaly, že štěpy z kašovité kosti se resorbují rychleji než štěpy z kortikální kosti, a dospěly tak k závěru, že resorpce je ovlivněna především strukturou a mikroarchitekturou štěpu . Hustota kostních štěpů může také souviset s jejich resorpcí, neboť bylo prokázáno, že štěpy s vysokou hustotou podléhají nižší resorpci než štěpy s nízkou hustotou . Vztah mezi rychlostí resorpce kosti a hustotou štěpu může představovat důležitý parametr pro pochopení mechanismů, které regulují biologické chování kostních štěpů.

Hustotu kosti lze měřit s vysokou reprodukovatelností pomocí CT vyšetření, které poskytuje standardizované hodnoty na Hounsfieldově stupnici (HU). Jiné metody, které byly použity, jako Cone-Beam-Computed-Tomography (CBCT) nebo intraorální radiografie, nezaručují odpovídající přesnost stanovení hustoty . K posouzení změn objemu kostního štěpu lze použít také CT vyšetření. Objem štěpu lze totiž rekonstruovat na základě CT dat, jak je znázorněno na jiném místě . Jiné metody, například lineární měření buď pomocí třmenů a parodontálních sond, nebo na rentgenových snímcích, neposkytují trojrozměrné údaje o objemu kostního štěpu .

Tato studie si klade za cíl zjistit, zda existuje korelace mezi hustotou a resorpcí blokových štěpů AB a FFB, a to pomocí CT snímků pořízených 1 týden (T0) a 6 měsíců (T1) po transplantaci.

2. Materiál a metody

Do studie bylo zařazeno 38 pacientů (zdravých, max. 10 cigaret/den) vyžadujících jeden nebo více implantátů pro částečný nebo úplný edentulismus. Před zařazením do studie byly pacientům poskytnuty rozsáhlé písemné a ústní informace a byl získán písemný informovaný souhlas. Studie byla schválena etickou komisí provincie Parma (Comitato Etico Unico di Parma).

Kritéria pro zařazení do studie byla(i)věk alespoň 18 let;(ii)atrofie IV. třídy podle Cawooda a Howella, definovaná jako atrofická kost s alveolárním hřebenem na hraně nože a nedostatečnou šířkou ;(iii)adekvátní ústní hygiena, tj. skóre indexu plaku a skóre krvácení z celých úst ≤25 %. Ústní hygiena byla zlepšována, dokud nebylo dosaženo přiměřeného skóre plaku a krvácení.

Vyloučovací kritéria byla(i)předchozí radioterapie v oblasti hlavy a krku;(ii)anamnéza poruchy leukocytární funkce;(iii)anamnéza krvácivých poruch;(iv)anamnéza selhání ledvin;(v)metabolické poruchy kostí;(vi)nekontrolované endokrinní poruchy;(vii)infekce HIV;(viii)stavy vyžadující chronické užívání antibiotik;(ix)užívání steroidů;(x)zneužívání alkoholu nebo drog;(xi)kouření >10 cigaret denně (nebo ekvivalentu doutníku).K náhodnému rozdělení pacientů k podání blokových štěpů AB nebo FFB byl použit uzamčený počítačový program (Minitab 1.5, Minitab, State College, PA, USA). Výsledek rozdělení byl sdělen chirurgovi, který byl v den operace. CT vyšetřovatelé byli ohledně alokace zaslepeni.

Všichni pacienti dostali 1 hodinu před operací 2 g amoxicilinu jako antibiotickou profylaxi. Bezprostředně před operací se všichni pacienti oplachovali 0,2% chlorhexidinem po dobu jedné minuty.

AB bloky byly odebrány z intraorálních míst (mandibulární symfýza nebo retromolární trigon/mandibulární ramus), zatímco FFB bloky z tibiálního hemiplateau poskytla Banca del Tessuto Muscoloscheletrico (IOR, Bologna, Itálie).

Před operací transplantace byly bloky FFB rozmraženy v roztoku rifampicinu a fyziologického roztoku 600 mg/l (Rifadin, Lepetit, Lainate, Itálie) při teplotě 37 °C podle pokynů poskytovatele. Poté byl po lokální anestezii 4% artikainem a adrenalinem 1 : 100 000 (Optocain, Molteni Dental S.p.A.) zvednut trapézový mukoperiostální lalok, aby byl umožněn přístup do oblasti příjemce. Na mandibulárních místech byl proveden středový řez, zatímco na maxilárních místech byl proveden zkosený řez mírně palatinálně k hřebeni alveolárního hřebene. V indikovaných případech se v incizi pokračovalo v gingiválním sulku sousedních zubů. Pro usnadnění chirurgického přístupu a zlepšení pohyblivosti laloku byly provedeny bukální vertikální uvolňující řezy. Subperiostální tkáň byla rozříznuta, aby bylo dosaženo dostatečné viditelnosti podkladové kosti. Poté byl lalok jemně elevován. Kortikální kost v místě příjemce byla perforována kulatými nebo štěrbinovými bérci za vydatné irigace fyziologickým roztokem, aby se vytvořila několikanásobná komunikace s prostorem dřeně, a tím se podpořila tvorba hematické sraženiny a krevní zásobení z endosseálních cév. Byl proveden řez periostem na bázi laloku, aby bylo umožněno krytí štěpu bez jakéhokoli napětí. Štěpy byly v místech příjemce fixovány titanovými šrouby (Cizeta Surgical, Bologna, Itálie). Mezery kolem nich byly vyplněny kostními štěpy. Na štěpy byly umístěny kolagenové membrány (Osseoguard, Biomet 3i, Indiana, USA) jako krytí. Uzávěr rány pro primární intenci byl dosažen pomocí monofilamentních stehů (Prolene 3-0 a 5-0, Ethicon, Johnson & Johnson, Amersfoort, Nizozemsko). Antibiotika (amoxicilin, 2 g/den po dobu 10 dnů) a léky proti bolesti byly podávány podle potřeby.

Všichni pacienti podstoupili CT vyšetření (Siemens CT4350) v T0 a T1. Počítačové tomografy byly nastaveny takto: gantry: 0, rozlišení: 0, rozlišení: 0, rozlišení: 0, rozlišení: 0, rozlišení: 0: WL (úroveň okna): 400, WW (šířka okna): 4000, 130,00 Kv, 47 mA, doba expozice: 800 ms, tloušťka řezu: 1,25 mm a rekonstrukce řezu:

Akrylové radiografické šablony byly umístěny tak, aby umožňovaly opětovné zarovnání různých CT skenů.

CT skeny byly analyzovány tak, jak bylo dříve publikováno . Data ze skenů byla importována do softwaru Dicom Viewer (OsiriX Imaging Software). V transplantované oblasti byly v intervalu 1 mm sestrojeny snímky příčných řezů kolmých na panoramatický oblouk. Oblast štěpu byla zakreslena jako oblast zájmu (ROI) volnou rukou na axiálním průřezovém snímku. Štěpy byly trojrozměrně rekonstruovány výpočtem všech vybraných 2d ROI. Všude tam, kde byly okraje štěpu nejasné, byla plocha štěpu určena na základě morfologie kontralaterální strany. Celkový objem štěpu, jeho minimum, maximum a střední hustota byly získány stohováním vypočtených ROI. Hustota byla měřena pomocí Hounsfieldovy stupnice (HU).

Studentův -test byl použit k vyhodnocení rozdílů ve změně hustoty. Ke zkoumání korelace mezi parametry byla použita lineární regresní analýza a Pearsonův korelační test. Hladina významnosti byla stanovena na .

3. Výsledky

Bylo provedeno 38 štěpů, 17 AB a 21 FFB (obrázek 1). Třináct bloků AB a 13 bloků FFB bylo transplantováno v horní čelisti, zatímco 4 bloky AB a 8 bloků FFB byly transplantovány v dolní čelisti.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)

Obrázek 1

(a) Atrofický hřeben před transplantací; (b) Homologní kostní štěp na místě a (c) po 6 měsících hojení během operace pro umístění implantátu. CT snímky byly pořízeny před zákrokem (d), 1 týden po operaci (e) a po 6 měsících hojení (f).

Čtyři expozice štěpů (1 maxilární AB, 1 maxilární FFB, 1 mandibulární AB a 1 mandibulární FFB) se objevily během prvních 7 dnů po operaci. Další mandibulární FFB zcela resorboval do T2 a byl považován za neúspěšný (tabulka 1). Štěpy byly chirurgicky odstraněny a pacienti byli vyřazeni z dalších vyšetření. Charakteristiky analyzovaných pacientů jsou shrnuty v tabulce 1.

Počáteční objem bloků FFB a AB se významně nelišil (1,22 ± 0,86 cm3 versus 0,74 ± 0,98 cm3, ). V T2 prodělaly AB i FFB štěpy rozsáhlou remodelaci, jak dokládá změna objemu na CT snímcích, ale FFB vykazoval významně větší resorpci. AB ztratil v průměru 28 % původního objemu, zatímco FFB se zmenšil o 46 % () (obr. 2). Zajímavé je, že v jednom případě byl štěp FFB zcela resorbován a při druhém CT vyšetření jej nebylo možné pozorovat.

Obrázek 2

Zobrazení změny objemu AB a FFB štěpů na základě CT dat po 6 měsících. Objem štěpů v obou skupinách se v průběhu času zmenšoval, i když ve větší míře u štěpů FFB, .

Průměrná počáteční hustota homologních kostních štěpů byla 708 ± 335 HU a byla významně nižší () než hustota autologních kostních štěpů (998 ± 232 HU) (obr. 3 a)). Průměrná odchylka hustoty byla 20,31 % u kontrolní skupiny a 13,59 % u testovací skupiny (obrázek 3b). Rozdíl mezi skupinami nebyl statisticky významný (). Pearsonův test ukázal, že u autologních kostních štěpů neexistuje žádná korelace mezi počáteční hustotou a stupněm resorpce (obrázek 4(a)), zatímco u čerstvě zmrazených kostních štěpů byla tato korelace významná (obrázek 4(b)). Méně husté štěpy měly tendenci ztrácet více objemu než hustší štěpy: průměrný objem resorpce pro <800 HU (obrázek 4(b), přerušovaná čára) čerstvě zmrazené kosti byl -57 %, zatímco při počáteční hustotě >800 HU byl -15 % (). Chirurgický zákrok neměl vliv na resorpci štěpů AB a FFB.

(a)

(b)

(a)
(b)

(a)

(b)

(a)
(b)

Obrázek 4

Korelace mezi hustotou štěpu a změnou objemu v průběhu 6 měsíců pro štěpy AB (a) a FFB (b). Pro AB nebyla zjištěna žádná korelace, ale pro FFB existoval lineární vztah mezi těmito parametry (, ).

4. Diskuse

Podle našich znalostí nejsou v odborné literatuře k dispozici žádné studie o korelaci mezi objemem a hustotou čerstvě zmrazené homologní kosti. Domníváme se, že podrobnější povědomí o změnách čerstvě zmrazených kostních štěpů v průběhu času by bylo pro klinické lékaře užitečné, aby se zlepšila jejich každodenní praxe.

V naší analýze CT snímky odhalily, že jak AB, tak FFB štěpy prošly po 6 měsících rozsáhlou resorpcí a FFB štěpy ztratily výrazně více objemu. Resorpce FFB však vykazovala vysokou variabilitu s velkými rozdíly mezi jednotlivými případy, od úplné resorpce až po téměř žádnou změnu objemu štěpu. Tyto výsledky jsou v souladu s výsledky prezentovanými v několika dalších studiích a ukazují na špatnou předvídatelnost resorpce objemu štěpu.

Na základě našich výsledků bylo možné zdůraznit lineární korelaci mezi počáteční hustotou FFB štěpů a jejich resorpcí v T1, neboť hustší štěpy vykazovaly menší resorpci než štěpy s nízkou hustotou. Tato korelace byla nezávislá na embryologickém původu štěpu, protože všechny bloky FFB této studie byly odebrány z tibie. Hustota FFB štěpů se pohybovala v širokém rozmezí v závislosti na tom, z jaké části tibie byly odebrány. Holenní kost je totiž dlouhá kost, která má velkou epifýzu, jež se zužuje do užší, hustší diafýzy, složené převážně z tlusté kortikální kosti s vysokými hodnotami HU. Na druhou stranu štěpy AB odebrané z intraorálních míst (buď symfýzy dolní čelisti, nebo ramusu) měly omezený rozsah hustoty, což mohlo bránit možnosti najít korelaci mezi hustotou a resorpcí, která byla pozorována v klinických a preklinických zprávách . Je však patrné, že hustota AB štěpů byla srovnatelná s hustotou hustších FFB štěpů, a tedy i jejich resorpce.

Předchozí studie prokázaly korelaci mezi hustotou kostí a jejich strukturou a sahají až k návrhu klasifikace kvality kosti na základě hustoty . Lze tedy předpokládat, že v tomto případě mohla hrát při jejich resorpci roli architektura FFB štěpů, pokud jde o kortikální a anulární složení. Spin-Neto uvádí, že kortikální FFB štěpy nebyly po 5 měsících významně remodelovány. V kontaktu se štěpem nebyla ani nově vytvořená kost, ani původní kost, která vykazovala nekrotické části, osteoklastickou aktivitu a oblasti napadené hustou pojivovou tkání . Orsini naopak pozoroval, že kortikální štěpy byly dobře integrovány do recipientních oblastí, transplantovaná kost byla v těsné kontinuitě s novou kostí a dřeňové prostory obsahovaly malé novotvořené cévy . Tyto úvahy zdůrazňují, že kortikální štěpy jsou tvrdé a odolné vůči průniku cév, ale před jejich úplným začleněním jsou postupně oslabovány degenerací a zůstávají po delší dobu jako příměs nekrotické a životaschopné kosti . Naopak anulární štěpy jsou remodelovány a revaskularizovány rychleji než kortikální štěpy, ale obecně podléhají větší resorpci. Remodelaci FFB štěpů a jejich klinický význam je však třeba ještě prozkoumat.

Je třeba také poznamenat, že výkonnost kostních štěpů mohou ovlivnit i další proměnné, jako je věk a pohlaví dárce, nicméně v tomto ohledu nejsou k dispozici žádné údaje.

Pět štěpů selhalo krátce po umístění. Tato selhání však byla poměrně rovnoměrně rozložena napříč skupinami, neboť selhaly jak autologní, tak homologní štěpy bez ohledu na místo jejich umístění. Je pouhou spekulací domyslet si, proč k těmto selháním došlo, vzhledem k tomu, že u těchto pacientů nedošlo k žádné znatelné odchylce od operačního protokolu. Selhání nelze přičítat typu štěpu nebo charakteristikám štěpu, jako je hustota nebo objem, protože ty se od úspěšných štěpů významně nelišily.

Na základě našich zjištění lze vyvodit závěr, že štěpy FFB s hustotou >800 HU jsou klinicky vhodnější než méně husté štěpy, a to z důvodu nižšího stupně resorpce. Doporučujeme další studie, které analyzují chování AB štěpů s širším rozsahem hustoty.

Konflikt zájmů

Autoři prohlašují, že v souvislosti s publikací tohoto článku nedošlo ke konfliktu zájmů.