Correlation between Density and Resorption of Fresh-Frozen and Autogenous Bone Grafts

Abstract

Trial Design. Tässä analyysissä verrattiin tuorepakastettujen ja autologisten luublokinsiirtojen tuloksia horisontaalisen harjanteen augmentoinnissa potilailla, joilla oli Cawoodin ja Howellin luokan IV atrofia. Menetelmät. Seitsemäntoista potilasta sai autologisia siirteitä ja 21 potilasta sai tuorepakastettuja luusiirteitä. Potilaille tehtiin tietokonetomografiakuvaukset 1 viikko ja 6 kuukautta leikkauksen jälkeen siirteen tilavuuden ja tiheyden analysoimiseksi. Tulokset. Kaksi autologista ja kolme tuorepakastettua siirrettä epäonnistui. Autologiset siirteet menettivät 28 % ja pakastetut siirteet 46 % alkuperäisestä tilavuudestaan. Huomionarvoista on, että vähemmän tiheät tuorepakastetut lohkot menettivät enemmän tilavuutta kuin tiheämmät siirteet (61 % vs. 16 %). Päätelmät. Näiden kuuden kuukauden tulosten perusteella vain tiheämmät tuoreet pakastetut luusiirteet voivat olla hyväksyttävä vaihtoehto autologiselle luulle horisontaalisen harjanteen augmentoinnissa. Lisätutkimuksia tarvitaan sen käyttäytymisen selvittämiseksi pidemmällä aikavälillä.

1. Johdanto

Luunsiirtoja käytetään laajalti alveoliharjun atrofioiden korjaamiseen implantilla tuettuja kuntoutuksia silmällä pitäen. Autologista luuta (AB) pidetään tällä hetkellä kultaisena siirtomateriaalina näissä toimenpiteissä huolimatta sen merkittävistä haittapuolista, kuten kirurgisen luovutuspaikan luomisesta johtuvasta korkeasta sairastuvuudesta ja rajallisesta saatavuudesta, erityisesti kun se kerätään intraoraalisista alueista . Näin ollen viime vuosina on ehdotettu vaihtoehtoisia materiaaleja, kuten homologisista luovuttajista peräisin olevaa tuoreen pakastetun luun (FFB) materiaalia.

Luunsiirteisiin kohdistuu yleensä laajamittaista uudelleenmuodostumista ja resorptiota ensimmäisen vuoden aikana leikkauksen jälkeen, mikä voi vaikuttaa tehokkaan kuntoutuksen toteutettavuuteen. Siksi on erittäin tärkeää ymmärtää syvällisemmin näiden siirteiden ominaisuuksia, jotka voivat ennustaa niiden resorptiota. Eräät kirjoittajat ovat esittäneet, että siirteen resorptioaste saattaa riippua sen embryologisesta alkuperästä, sillä kalvomaisesta luusta (kuten calvarial- tai mandibulaariset siirteet) saadut siirteet eivät resorboidu yhtä laajalti kuin endokondraalisesta luusta (kuten suoliluunrungon luusiirrännäiset) saadut siirteet, vaikkakin tämän ilmiön syytä ei vielä tunneta kovin hyvin. Toisissa tutkimuksissa on havaittu, että sarveisluun siirteet resorboituvat nopeammin kuin kortikaalisen luun siirteet, ja näin ollen päädytty siihen, että resorptioon vaikuttavat pääasiassa siirteen rakenne ja mikroarkkitehtuuri . Luunsiirteen tiheys voi myös liittyä sen resorptioon, sillä on osoitettu, että suuren tiheyden siirteet resorboituvat vähemmän kuin pienen tiheyden siirteet . Luun resorptiotaajuuden ja siirteen tiheyden välinen suhde voi olla tärkeä parametri ymmärrettäessä mekanismeja, jotka säätelevät luusiirrännäisen biologista käyttäytymistä.

Luun tiheys voidaan mitata hyvin toistettavasti tietokonetomografiakuvauksella, josta saadaan standardoituja arvoja Hounsfieldin asteikolla (HU). Muut käytetyt menetelmät, kuten Cone-Beam-Computed-Tomography (CBCT) tai intraoraaliset röntgenkuvat, eivät takaa riittävää tarkkuutta tiheyden määrittämisessä. CT-kuvauksia voidaan käyttää myös luusiirteen tilavuuden muutosten arviointiin. Siirteen tilavuus voidaan nimittäin rekonstruoida CT-tietojen perusteella, kuten muualla on esitetty. Muut menetelmät, kuten lineaariset mittaukset joko kalipereillä ja parodontologisilla antureilla tai röntgenkuvilla, eivät anna kolmiulotteisia tietoja luusiirrännäisen tilavuudesta.

Tässä tutkimuksessa pyritään selvittämään, onko AB- ja FFB-blokin lohkosiirrännäisten tiheyden ja resorption välillä korrelaatiota, käyttäen CT-kuvauksia, jotka on otettu viikon (T0) ja kuuden kuukauden (T1) kuluttua siirrosta.

2. Materiaalit ja menetelmät

Tutkimukseen otettiin mukaan 38 potilasta (terveitä, enintään 10 savuketta/vrk), jotka tarvitsivat yhden tai useamman implantin osittaisen tai täydellisen hampaattomuuden vuoksi. Potilaille annettiin kattavat kirjalliset ja suulliset tiedot ennen tutkimukseen osallistumista, ja he saivat kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksen. Tutkimus hyväksyttiin Parman provinssin eettisessä komiteassa (Comitato Etico Unico di Parma).

Tutkimukseen osallistumiskriteerit olivat(i)vähintään 18 vuoden ikä;(ii)Cawoodin ja Howellin luokan IV atrofia, joka on määritelty atrofiseksi luuksi, jossa on veitsenterävä alveolaarinen harjanne ja jonka leveys on riittämätön;(iii)riittävä suuhygienia eli plakki-indeksin pistemäärät ja verenvuodon pistemäärät suussa ≤25 %. Suuhygieniaa parannettiin, kunnes saavutettiin kohtuulliset plakki- ja verenvuotoarvot.

Sulkukriteerit olivat(i)aiempi sädehoito pään ja kaulan alueelle;(ii)aiempi leukosyyttihäiriö;(iii)aiempi verenvuotohäiriö;(iv)aiempi munuaisten vajaatoiminta;(v)metaboliset luuhäiriöt;(vi)hallitsemattomat hormonitoiminnan häiriöt;(vii)HIV-infektio;(viii)sairaudet, jotka edellyttävät kroonista antibioottien käyttöä;(ix)steroidien käyttö;(x)alkoholin tai huumeiden väärinkäyttö;(xi)tupakointi >10 savuketta päivässä (tai sikaria vastaava määrä).Lukittua tietokoneohjelmaa (Minitab 1.5, Minitab, State College, PA, USA) käytettiin satunnaistamaan potilaat saamaan AB- tai FFB-lohkonsiirteitä. Allokaatiotulos ilmoitettiin kirurgille, joka oli leikkauspäivänä. CT-tutkijat olivat sokeita allokaatiolle.

Kaikki potilaat saivat antibioottiprofylaksia varten 2 g amoksisilliiniä 1 tunti ennen leikkausta. Välittömästi ennen leikkausta kaikki potilaat huuhdeltiin 0,2-prosenttisella klooriheksidiinillä minuutin ajan.

AB-blokit otettiin intraoraalisista kohdista (mandibulaarinen symphysis tai retromolaarinen trigone/mandibulaarinen ramus), kun taas FFB-blokit sääriluun hemiplateausta toimitti Banca del Tessuto Muscoloscheletrico (IOR, Bologna, Italia).

Ennen siirtoleikkausta FFB-lohkot sulatettiin 600 mg/l rifampisiini- ja suolaliuoksessa (Rifadin, Lepetit, Lainate, Italia) 37 °C:ssa toimittajan ohjeiden mukaisesti. Paikallispuudutuksen jälkeen, jossa käytettiin 4-prosenttista artisiinia ja adrenaliinia 1:100.000 (Optocain, Molteni Dental S.p.A.), nostettiin trapetsinmuotoinen limakalvoläppä, jotta päästiin käsiksi vastaanottaja-alueelle. Mandibulaarisissa kohdissa tehtiin midcrestal-viilto, kun taas maxillarisissa kohdissa tehtiin viistetty viilto hieman palatinaalisesti alveoliharjun harjanteeseen nähden. Viiltoa jatkettiin viereisten hampaiden ientaskussa, jos se oli aiheellista. Bukkaaliset vertikaaliset irrotusviillot tehtiin kirurgisen pääsyn helpottamiseksi ja läpän liikkuvuuden parantamiseksi. Subperiosteaalinen kudos leikattiin, jotta alla oleva luu saatiin riittävästi näkyviin. Sitten läppä nostettiin varovasti ylös. Vastaanottajakohdan kortikaalinen luu rei’itettiin pyöreillä tai halkaisevilla purseilla runsaan suolaliuospuhdistuksen alaisena, jotta saatiin luotua moninkertainen yhteys luuydintilaan, mikä edistäisi verihyytymän muodostumista ja verenkiertoa luun sisäisistä verisuonista. Läpän tyven luukalvon läpi tehtiin viilto, jotta siirre voitiin peittää ilman jännitystä. Siirteet kiinnitettiin vastaanottajakohtiin titaaniruuveilla (Cizeta Surgical, Bologna, Italia). Niiden ympärillä olevat aukot täytettiin luulastuilla. Kollageenikalvot (Osseoguard, Biomet 3i, Indiana, Yhdysvallat) asetettiin transplantaattien päälle suojaksi. Haava suljettiin ensisijaisesti monofilamenttiompeleilla (Prolene 3-0 ja 5-0, Ethicon, Johnson & Johnson, Amersfoort, Alankomaat). Antibiootteja (amoksisilliiniä, 2 g/vrk 10 päivän ajan) ja kipulääkkeitä annettiin tarpeen mukaan.

Kaikille potilaille tehtiin TT-kuvaus (Siemens CT4350) T0:ssa ja T1:ssä. Tietokonetomografiat asetettiin seuraavasti: gantry: 0, resoluutio: 512 × 512 pikseliä, WL (ikkunan taso): 400, WW (ikkunan leveys): 4000, 130,00 Kv, 47 mA, valotusaika: 800 ms, viipaleen paksuus: 1,25 mm ja viipaleen rekonstruktio: 0,5 mm.

Akryyliset röntgenkuvausmallit asetettiin siten, että eri tietokonetomografiakuvat voitiin kohdistaa uudelleen.

CT-kuvaukset analysoitiin aiemmin julkaistulla tavalla. Skannaustiedot tuotiin Dicom viewer -ohjelmistoon (OsiriX Imaging Software). Panoraamakaareen nähden kohtisuorassa olevat poikkileikkauskuvat rakennettiin siirrealueelta 1 mm:n välein. Siirtoalue piirrettiin vapaalla kädellä aksiaaliseen poikkileikkauskuvaan kiinnostavana alueena (ROI). Siirteet rekonstruoitiin kolmiulotteisesti laskemalla kaikki valitut 2d ROI:t. Jos siirteen reunat olivat epäselvät, siirteen alue määritettiin kontralateraalisen puolen morfologian perusteella. Siirteen kokonaistilavuus, sen minimi, maksimi ja keskimääräinen tiheys saatiin laskettujen ROI:iden pinoamisella. Tiheys mitattiin Hounsfieldin asteikolla (HU).

Studentin testiä käytettiin tiheyden muutosten erojen arvioimiseksi. Lineaarista regressioanalyysiä ja Pearsonin korrelaatiotestiä käytettiin parametrien välisen korrelaation tutkimiseen. Merkitsevyystasoksi asetettiin .

3. Tulokset

Transplantteja tehtiin 38, joista 17 oli AB:tä ja 21 FFB:tä (kuva 1). Kolmetoista AB- ja 13 FFB-lohkoa siirrettiin yläleukaan, kun taas 4 AB- ja 8 FFB-lohkoa siirrettiin alaleukaan.


(a)

(b)


(c)

(d)

(e)

(f)

(f)

(b) homologinen luusiirrännäinen paikallaan ja (c) 6 kuukauden paranemisen jälkeen implantin asettamisleikkauksen aikana. CT-kuvat otettiin ennen toimenpidettä (d), 1 viikko leikkauksen jälkeen (e) ja kuuden kuukauden paranemisen jälkeen (f).

Neljä siirteen paljastumaa (1 leukaluun AB, 1 leukaluun FFB, 1 leukaluun AB ja 1 leukaluun FFB) esiintyi ensimmäisten 7 päivän aikana leikkauksen jälkeen. Toinen mandibulaarinen FFB resorboitui kokonaan T2:een mennessä, ja sitä pidettiin epäonnistuneena (taulukko 1). Siirteet poistettiin kirurgisesti, ja potilaat suljettiin pois jatkotutkimuksista. Taulukossa 1 on yhteenveto analysoitujen potilaiden ominaisuuksista.

.

Potilas Ikää Sukupuoli Hampaaton paikka Huomautukset
1 46 M Anteriorinen yläleuka
2 56 F Anteriorinen alaleuka Posteriorinen alaleuka
3 22 F Posterior mandibula
4 24 M Anterior mandibula
5 56 F Posterior maxilla
6 54 F Posterior mandibula
7 49 F Posterior maxilla
8 30 M Anterior maxilla
9 43 M Anterior maxilla
10 54 F Posterior maxilla
11 51 F Posterior maxilla
12 53 M Posterior maxilla* Epäonnistunut (täydellinen resorptio)
13 60 M Posterior maxilla
14 52 F Posterior maxilla
15 55 F Posterior maxilla Posterior maxilla
16 55 F Posterior maxilla
17 45 F Posterior maxilla
18 61 F Posterior maxilla
19 61 F Posterior maxilla
20 61 M Posterior maxilla
21 53 F Posterior maxilla
22 53 F Posterior maxilla
23 52 M Posterior maxilla . mandibula
24 51 M Posterior maxilla
25 74 F Posterior mandibula
26 52 M Posterior mandibula
27 55 F Posterior mandibula Posterior mandibula F . maxilla
28 70 F Posterior mandibula
29 53 F Anteriorinen alaleuka* Epäonnistui (siirteen paljastuminen)
30 41 M Anteriorinen yläleuka* Epäonnistui (siirteen paljastuminen)
31 76 F Anteriorinen yläleuka
32 64 F F Anterior maxilla
33 37 F Anterior maxilla Anterior maxilla
34 45 M Anterior maxilla
35 61 F Anteriorinen yläleuka
36 55 F Posteriorinen maxilla
37 64 M Posteriorinen maxilla M Posteriorinen maxilla* Epäonnistunut (siirteen paljastuminen)
38 53 F Posterior mandibula* Epäonnistunut (siirteen paljastuminen)
Epäonnistumiset on merkitty tähdellä.
Taulukko 1
Tässä on yhteenveto hoidettujen potilaiden iästä, sukupuolesta ja hampaattomasta kohdasta.

FFB- ja AB-blokitusten alkutilavuudet eivät eronneet toisistaan merkitsevästi toisistaan (1,22 ± 0,86 cm3 vs. 0,74 ± 0,98 cm3, ). T2:ssa sekä AB- että FFB-siirteissä tapahtui laajaa uudelleenmuodostumista, mikä näkyi tilavuuden muutoksina tietokonetomografiakuvissa, mutta FFB:ssä oli huomattavasti enemmän resorptiota. AB menetti keskimäärin 28 prosenttia alkuperäisestä tilavuudesta, kun taas FFB pieneni 46 prosenttia () (kuva 2). Mielenkiintoista oli, että yhdessä tapauksessa FFB-siirrre oli täysin resorboitunut eikä sitä voitu havaita toisessa TT-kuvauksessa.

Kuva 2


Transplantaatti, joka kuvaa AB- ja FFB-ransplantaattien tilavuuden muutosta CT-tietojen perusteella 6 kuukauden kuluttua. Molempien ryhmien siirteiden tilavuus pieneni ajan myötä, vaikkakin FFB-siirteiden osalta suuremmassa määrin, .

Homologisten luutransplantaattien keskimääräinen alkutiheys oli 708 ± 335 HU, ja se oli merkitsevästi alhaisempi () kuin autologisten luutransplantaattien tiheys (998 ± 232 HU) (kuvio 3(a)). Keskimääräinen tiheyden vaihtelu oli 20,31 % kontrolliryhmässä ja 13,59 % testiryhmässä (kuva 3(b)). Ryhmien välinen ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä (). Pearsonin testi osoitti, että alkuperäisen tiheyden ja resorptioasteen välillä ei ollut korrelaatiota autologisten luusiirrännäisten osalta (kuva 4(a)), kun taas tällainen korrelaatio oli merkitsevä tuoreiden pakastettujen luusiirrännäisten osalta (kuva 4(b)). Vähemmän tiheät siirteet menettivät yleensä enemmän tilavuutta kuin tiheämmät siirteet: keskimääräinen tilavuusresorptio <800 HU (kuva 4(b), katkoviiva) tuoreelle pakastetulle luulle oli -57 %, kun taas se oli -15 %, kun alkuperäinen tiheys oli >800 HU (). Leikkaus ei vaikuttanut AB- ja FFB-siirteen resorptioon.


(a)

(b)


(a)
(b)

Kuva 3

Transplanttitiheys määritettynä 1 viikko asettamisen jälkeen CT:ssä (a) ja transplanttitiheyden muutos 6 kuukauden paranemisen jälkeen (b). AB-siirteiden tiheys oli merkittävästi suurempi kuin FFB-siirteiden, .


(a)

(b)

.

Kuva 4

Transplanttitiheyden ja tilavuuden muutoksen välinen korrelaatio 6 kuukauden aikana AB- (a) ja FFB- (b) siirteiden osalta. AB:n osalta korrelaatiota ei havaittu, mutta FFB:n osalta näiden parametrien välillä oli lineaarinen yhteys (, ).

4. Pohdinta

Tietämyksemme mukaan tieteellisessä kirjallisuudessa ei ole tutkimuksia tuorepakastetun homologisen luun tilavuuden ja tiheyden välisestä korrelaatiosta. Uskomme, että tarkempi tietoisuus tuoreiden pakastettujen luusiirrännäisten muutoksista ajan myötä olisi hyödyllistä kliinikoille heidän päivittäisten käytäntöjensä parantamiseksi.

Analyysissämme CT-kuvaukset osoittivat, että sekä AB- että FFB-siirrännäiset kokivat laajamittaista resorptiota kuuden kuukauden kohdalla, ja FFB-siirrännäiset menettivät tilavuuttaan huomattavasti enemmän. FFB-ransplantaattien resorptio oli kuitenkin hyvin vaihtelevaa, ja siinä oli suuria tapauskohtaisia eroja, jotka vaihtelivat täydellisestä resorptiosta siihen, että siirteen tilavuus ei muuttunut juuri lainkaan. Nämä tulokset ovat samansuuntaisia useissa muissa tutkimuksissa esitettyjen tulosten kanssa, ja ne osoittavat, että siirteen tilavuuden resorptio on huonosti ennustettavissa.

Tulostemme perusteella oli mahdollista tuoda esiin lineaarinen korrelaatio FFB-siirteiden alkuperäisen tiheyden ja niiden resorption välillä T1-hetkellä, sillä tiheämmät siirteet resorponoituivat vähemmän kuin matalan tiheyden siirteet. Tällainen korrelaatio oli riippumaton siirteen embryologisesta alkuperästä, sillä kaikki tämän tutkimuksen FFB-lohkot oli kerätty sääriluussa. FFB-siirteiden tiheys vaihteli suuresti sen mukaan, mistä sääriluun osasta ne oli otettu. Sääriluu on pitkä luu, jossa on suuri epifyysi, joka kapenee kapeampaan ja tiheämpään diafyysiin, joka koostuu pääosin paksusta kortikaaliluusta, jolla on korkeat HU-arvot. Toisaalta suun sisäisistä kohdista (joko alaleuan symphysis tai ramus) kerätyillä AB-siirteillä oli rajallinen tiheysalue, mikä on saattanut haitata mahdollisuutta löytää korrelaatio tiheyden ja resorption välillä, mikä on havaittu kliinisissä ja prekliinisissä raporteissa. On kuitenkin huomattava, että AB-siirrteiden tiheys oli verrattavissa tiheämpien FFB-siirrteiden tiheyteen ja siten myös niiden resorptioon.

Edellisissä tutkimuksissa on havaittu korrelaatio luun tiheyden ja niiden rakenteen välillä, ja niissä on menty niin pitkälle, että on ehdotettu tiheyteen perustuvaa luokittelua luun laadulle . Näin ollen on oletettavaa, että tässä tapauksessa FFB-siirrännäisten rakenteella, kortikaalisen ja selluloisen koostumuksen osalta, on saattanut olla merkitystä niiden resorptiossa. Spin-Neto raportoi, että kortikaaliset FFB-siirteet eivät muuttuneet merkittävästi 5 kuukauden kuluttua. Uudelleen muodostunut luu tai koskematon luu ei ollut kosketuksissa siirteen kanssa, jossa oli nekroottisia osia, osteoklastista aktiivisuutta ja tiheän sidekudoksen valtaamia alueita. Sitä vastoin Orsini havaitsi, että kortikosellulaariset siirteet olivat hyvin integroituneet vastaanottaja-alueisiin, siirretty luu oli tiiviissä jatkuvuudessa uuden luun kanssa, ja luuydintilat sisälsivät pieniä vasta muodostuneita verisuonia . Nämä seikat korostavat, että kortikaaliset siirteet ovat kovia ja vastustuskykyisiä verisuonten tunkeutumiselle, mutta degeneraatio heikentää niitä asteittain ennen niiden täydellistä integroitumista ja ne pysyvät nekroottisen ja elinkelpoisen luun sekoituksina pitkiä aikoja. Päinvastoin, sarveiskalvosiirteet muokkautuvat ja revaskularisoituvat nopeammin kuin kortikaaliset siirteet, mutta niissä tapahtuu yleensä enemmän resorptiota. FFB-siirteiden uudelleenmuodostumista ja niiden kliinistä merkitystä on kuitenkin vielä tutkittava.

On myös huomattava, että muut muuttujat, kuten luovuttajan ikä ja sukupuoli, voivat vaikuttaa luusiirteiden suorituskykyyn; tästä ei kuitenkaan ole saatavilla tietoja.

Viisi siirrettä epäonnistui pian asettamisen jälkeen. Nämä epäonnistumiset jakautuivat kuitenkin melko tasaisesti eri ryhmiin, sillä sekä autologiset että homologiset siirteet epäonnistuivat siirteen paikasta riippumatta. On pelkkää spekulaatiota selvittää, miksi nämä epäonnistumiset tapahtuivat, kun otetaan huomioon, että näillä potilailla ei tapahtunut mitään havaittavaa poikkeamaa kirurgisesta protokollasta. Epäonnistumisten ei voida katsoa johtuvan siirteen tyypistä tai siirteen ominaisuuksista, kuten tiheydestä tai tilavuudesta, sillä nämä eivät eronneet merkittävästi onnistuneista siirteistä.

Havaintojemme perusteella voidaan päätellä, että FFB-siirteet, joiden tiheys on >800 HU, ovat kliinisesti suositeltavampia kuin vähemmän tiheät siirteet, koska niiden resorptioaste on pienempi. Suositellaan lisätutkimuksia, joissa analysoidaan AB-siirteiden käyttäytymistä laajemmalla tiheysalueella.

Interesseiden ristiriita

Tekijät ilmoittavat, ettei tämän artikkelin julkaisemiseen liittyen ole eturistiriitaa.

Kirjoittajat ilmoittavat, ettei tämän artikkelin julkaisemiseen liittyen ole eturistiriitaa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.