Abstract
Opzet van de proef. Deze analyse vergeleek het resultaat van vers ingevroren versus autologe botbloktransplantaten voor horizontale randaugmentatie bij patiënten met Cawood en Howell klasse IV atrofiëen. Methoden. Zeventien patiënten kregen autologe transplantaten en 21 patiënten kregen vers ingevroren bottransplantaten. De patiënten ondergingen een CT scan 1 week en 6 maanden na de operatie voor analyse van het volume en de dichtheid van de transplantaten. Resultaten. Twee autologe en 3 vers-bevroren transplantaten faalden. Autologe en diepgevroren transplantaten verloren respectievelijk 28% en 46% van hun oorspronkelijke volume. Het is opmerkelijk dat minder dichte vers ingevroren blokken meer volume verloren dan dichtere transplantaten (61% versus 16%). Conclusies. Volgens deze 6-maandenresultaten kan alleen een dichter vers ingevroren bottransplantaat een aanvaardbaar alternatief zijn voor autoloog bot voor horizontale randaugmentatie. Verdere studies zijn nodig om het gedrag op langere tijdspunten te onderzoeken.
1. Inleiding
Bottransplantaten worden veel gebruikt om atrofiëen van de alveolaire kam te corrigeren met het oog op implantaatgedragen rehabilitaties. Autoloog bot (AB) wordt momenteel beschouwd als het gouden standaard transplantaatmateriaal voor deze procedures, ondanks de belangrijke nadelen ervan, zoals een hoge morbiditeit als gevolg van de creatie van een chirurgische donorplaats en een beperkte beschikbaarheid, vooral wanneer het wordt geoogst uit intraorale sites. Daarom zijn de laatste jaren alternatieve materialen zoals vers ingevroren bot (FFB) van homologe donoren voorgesteld.
De bottransplantaten ondergaan gewoonlijk uitgebreide remodellering en resorptie tijdens het eerste jaar na de operatie, wat de haalbaarheid van een effectieve rehabilitatie kan beïnvloeden. Een beter begrip van de kenmerken van deze transplantaten, die de resorptie kunnen voorspellen, is daarom van het grootste belang. Sommige auteurs hebben gesuggereerd dat de resorptiegraad van transplantaten afhankelijk kan zijn van hun embryologische oorsprong, aangezien transplantaten van membraans bot (zoals calvariale of mandibulaire transplantaten) niet zo sterk resorberen als transplantaten van endochondraal bot (zoals iliacale kruin bottransplantaten), hoewel de reden voor dit fenomeen nog steeds niet goed wordt begrepen. Andere studies hebben waargenomen dat spongieuze bottransplantaten sneller resorberen dan corticale bottransplantaten en hebben derhalve geconcludeerd dat resorptie voornamelijk wordt beïnvloed door de structuur en microarchitectuur van het transplantaat. De dichtheid van bottransplantaten kan ook verband houden met hun resorptie, aangezien is aangetoond dat transplantaten met een hoge dichtheid een lagere resorptie ondergaan dan transplantaten met een lage dichtheid. De relatie tussen de resorptiesnelheid van het bot en de dichtheid van het transplantaat kan een belangrijke parameter zijn voor het begrijpen van de mechanismen die het biologische gedrag van het bottransplantaat reguleren.
De dichtheid van het bot kan met een hoge reproduceerbaarheid worden gemeten door middel van CT-scans, die gestandaardiseerde waarden op de Hounsfield-schaal (HU) opleveren. Andere methoden die zijn gebruikt, zoals Cone-Beam-Computed-Tomography (CBCT) of intraorale radiografieën, garanderen niet voldoende nauwkeurigheid bij de bepaling van de dichtheid . CT-scans kunnen ook worden gebruikt om veranderingen in het volume van bottransplantaten te beoordelen. Het transplantaatvolume kan namelijk worden gereconstrueerd op basis van CT-gegevens, zoals elders geïllustreerd. Andere methoden, zoals lineaire metingen met schuifmaten en parodontale sondes of op röntgenfoto’s, leveren geen tridimensionale gegevens op van het volume van bottransplantaten.
Deze studie heeft tot doel te onderzoeken of er een correlatie bestaat tussen de dichtheid en resorptie van AB- en FFB-bloktransplantaten, door middel van CT-scans die 1 week (T0) en 6 maanden (T1) na de transplantatie zijn gemaakt.
2. Materialen en Methoden
Achtendertig patiënten (gezond, max 10 sigaretten/dag) die één of meerdere implantaten nodig hadden voor gedeeltelijk of volledig edentulisme werden ingeschreven in de studie. Uitgebreide schriftelijke en mondelinge informatie werd aan de patiënten gegeven vóór de inschrijving, en schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen. De studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de provincie Parma (Comitato Etico Unico di Parma).
Inclusiecriteria waren(i)tenminste 18 jaar oud;(ii)Cawood en Howell klasse IV atrofie, gedefinieerd als atrofisch bot met mesrand alveolaire kam en onvoldoende breedte ;(iii)adequate mondhygiëne, dat wil zeggen, plaque index score en volledige mond bloeding score ≤25%. De mondhygiëne werd verbeterd tot redelijke scores voor plaque en bloeding werden bereikt.
Exclusie criteria waren(i)eerdere radiotherapie in het hoofd-halsgebied;(ii)voorgeschiedenis van leukocyten dysfunctie;(iii)voorgeschiedenis van bloedingsstoornissen;(iv)voorgeschiedenis van nierfalen;(v)metabole botaandoeningen;(vi)ongecontroleerde endocriene stoornissen;(vii)HIV-infectie;(viii)aandoeningen die chronisch gebruik van antibiotica vereisen;(ix)gebruik van steroïden;(x)alcohol- of drugsmisbruik;(xi)roken >10 sigaretten per dag (of sigaarsequivalenten).Een gesloten computersoftwareprogramma (Minitab 1.5, Minitab, State College, PA, USA) werd gebruikt om willekeurig patiënten toe te wijzen aan AB- of FFB-bloktransplantaten. Het toewijzingsresultaat werd bekendgemaakt aan de chirurg die op de dag van de operatie aanwezig was. CT-onderzoekers waren geblindeerd voor de toewijzing.
Alle patiënten kregen 1 uur voor de operatie 2 g amoxicilline, als antibiotica profylaxe. Onmiddellijk voor de operatie werden alle patiënten gedurende een minuut gespoeld met chloorhexidine 0,2%.
AB-blokken werden geoogst van intraorale plaatsen (mandibulaire symfyse of retromolaire trigon/mandibulaire ramus), terwijl FFB-blokken van tibiaal hemiplateau werden geleverd door Banca del Tessuto Muscoloscheletrico (IOR, Bologna, Italië).
Voor de transplantatie operatie, werden FFB blokken ontdooid in een 600 mg/L rifampicine en zoutoplossing (Rifadin, Lepetit, Lainate, Italië) bij 37°C, volgens de instructies van de leverancier. Vervolgens werd, na plaatselijke verdoving met articaïne 4% en adrenaline 1 : 100.000 (Optocain, Molteni Dental S.p.A.), een trapeziumvormige mucoperiostale flap omhoog gebracht om toegang te krijgen tot het receptieve gebied. Er werd een midcrestale incisie gemaakt op de mandibulaire plaatsen, terwijl op de maxillaire plaatsen een afgeschuinde incisie licht palataal van de kam van de alveolaire kam werd gemaakt. De incisie werd voortgezet in de gingivale sulcus van de aangrenzende tanden indien geïndiceerd. Buccale verticale loslatende incisies werden gemaakt om de chirurgische toegang te vergemakkelijken en de mobiliteit van de flap te verbeteren. Het subperiosteale weefsel werd ontleed om een adequaat zicht op het onderliggende bot te verkrijgen. Vervolgens werd de flap voorzichtig opgetild. Het corticale bot van de receptorplaats werd geperforeerd met ronde of fissuurvormige boren onder overvloedige zoutoplossing om meervoudige communicatie met de mergruimte tot stand te brengen en zo de vorming van het hematische stolsel en de bloedtoevoer vanuit endossale vaten te bevorderen. Een incisie door het periosteum aan de basis van de flap werd gemaakt om het transplantaat zonder enige spanning te kunnen bedekken. De transplantaten werden met titanium schroeven (Cizeta Surgical, Bologna, Italië) op de plaats van bestemming vastgezet. Openingen rondom de transplantaten werden opgevuld met botsplinters. Collageenmembranen (Osseoguard, Biomet 3i, Indiana, VS) werden als afdekking op de transplantaten geplaatst. De sluiting van de wond voor primaire intentie werd verkregen met monofilament hechtingen (Prolene 3-0 en 5-0, Ethicon, Johnson & Johnson, Amersfoort, Nederland). Antibiotica (amoxicilline, 2 g/dag gedurende 10 dagen) en pijnmedicatie werden naar behoefte toegediend.
Alle patiënten ondergingen een CT-scan (Siemens CT4350) op T0 en T1. Computertomografen werden als volgt ingesteld: gantry: 0, resolutie: 512 × 512 pixels, WL (window level): 400, WW (window width): 4000, 130.00 Kv, 47 mA, belichtingstijd: 800 ms, slice thickness: 1.25 mm, en slice reconstruction: 0.5 mm.
Acryl radiografische sjablonen werden geplaatst om de herschikking van verschillende CT scans mogelijk te maken.
CT scans werden geanalyseerd zoals eerder gepubliceerd . Scangegevens werden geïmporteerd in een Dicom viewer software (OsiriX Imaging Software). Dwarsdoorsnede beelden loodrecht op de panoramische boog werden geconstrueerd in het geënte gebied met een interval van 1 mm. Het transplantatiegebied werd getraceerd als een gebied van belang (ROI) uit de vrije hand op de axiale dwarsdoorsnede afbeelding. De enten werden tridimensionaal gereconstrueerd door het berekenen van alle geselecteerde 2d ROI’s. Waar graft marges waren onduidelijk, werd de geënte gebied bepaald op basis van de morfologie van de contralaterale zijde. Het totale transplantaat volume, de minimale, maximale, en gemiddelde dichtheid werden verkregen door het stapelen van de berekende ROI’s. De dichtheid werd gemeten met behulp van de Hounsfield schaal (HU).
Student’s -test werd toegepast om verschillen in dichtheidsverandering te evalueren. Lineaire regressieanalyse en Pearson correlatietest werden gebruikt om de correlatie tussen parameters te onderzoeken. Het significantieniveau werd vastgesteld op .
3. Resultaten
Achtendertig transplantaten werden uitgevoerd, 17 van AB en 21 van FFB (figuur 1). Dertien AB en 13 FFB blokken werden geënt in de bovenkaak, terwijl 4 AB en 8 FFB blokken werden geënt in de onderkaak.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(a) Atrofische ridge vóór transplantatie; (b) homoloog bottransplantaat op zijn plaats en (c) na 6 maanden genezing tijdens de chirurgie voor het plaatsen van het implantaat. CT-scans werden gemaakt vóór de ingreep (d), 1 week na de ingreep (e), en na zes maanden genezing (f).
Vier graft-exposures (1 maxillaire AB, 1 maxillaire FFB, 1 mandibulaire AB, en 1 mandibulaire FFB) traden op binnen de eerste 7 dagen na de ingreep. Een andere mandibulaire FFB resorbeerde volledig tegen T2 en werd als mislukt beschouwd (tabel 1). De transplantaten werden chirurgisch verwijderd en de patiënten werden uitgesloten van verder onderzoek. De karakteristieken van de geanalyseerde patiënten zijn samengevat in Tabel 1.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mislukkingen zijn gemarkeerd met een asterisk. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Het initiële volume van FFB- en AB-blokken was niet significant verschillend (1,22 ± 0,86 cm3 versus 0,74 ± 0,98 cm3, ). Op T2 ondergingen zowel AB als FFB transplantaten uitgebreide remodellering zoals blijkt uit volumeverandering op CT-scans, maar FFB vertoonde aanzienlijk meer resorptie. AB verloor gemiddeld 28% van het oorspronkelijke volume, terwijl FFB met 46% afnam () (figuur 2). Interessant is dat in één geval een FFB-transplantaat volledig geresorbeerd was en op de tweede CT-scan niet kon worden waargenomen.
Graft die verandering in volume van AB- en FFB-implantaten weergeeft op basis van CT-gegevens na 6 maanden. Het volume van de transplantaten in beide groepen nam in de loop der tijd af, maar in grotere mate voor de FFB-transplantaten.
De gemiddelde begindichtheid van homologe bottransplantaten was 708 ± 335 HU en deze was aanzienlijk lager () dan de dichtheid van autologe bottransplantaten (998 ± 232 HU) (figuur 3 a)). De gemiddelde variatie in dichtheid was 20,31% in de controlegroep en 13,59% in de testgroep (figuur 3(b)). Het verschil tussen de groepen was statistisch niet significant (). Uit de Pearson-test bleek dat er geen correlatie bestond tussen de aanvankelijke dichtheid en de mate van resorptie voor autologe bottransplantaten (afbeelding 4(a)), terwijl een dergelijke correlatie wel significant was voor vers ingevroren bottransplantaten (afbeelding 4(b)). Minder dichte transplantaten hadden de neiging meer volume te verliezen dan dichtere transplantaten: de gemiddelde volumeverlies voor <800 HU (figuur 4(b), onderbroken lijn) vers ingevroren bot was -57%, terwijl het -15% was wanneer de aanvankelijke dichtheid >800 HU was (). Chirurgie had geen invloed op de resorptie van AB- en FFB-transplantaten.
(a)
(b)
(a)
(b)
Graftdichtheid zoals bepaald 1 week na insertie bij CT (a) en verandering in graftdichtheid na 6 maanden genezing (b). De dichtheid van AB transplantaten was significant hoger dan die van FFB transplantaten, .
(a)
(b)
(a)
(b)
Correlatie tussen transplantatiedichtheid en volumeverandering gedurende 6 maanden voor AB (a) en FFB (b) transplantaten. Er werd geen correlatie gevonden voor AB, maar er bestond een lineaire relatie tussen deze parameters voor FFB (, ).
4. Discussie
Voor zover wij weten, zijn er geen studies over de correlatie tussen volume en dichtheid van vers ingevroren homoloog bot beschikbaar in de wetenschappelijke literatuur. Wij zijn van mening dat een gedetailleerder inzicht in de veranderingen van vers ingevroren bottransplantaten in de loop van de tijd nuttig zou zijn voor clinici om hun dagelijkse praktijk te verbeteren.
In onze analyse toonden CT-scans aan dat zowel AB- als FFB-transplantaten uitgebreide resorptie ondergingen na 6 maanden, en dat FFB-transplantaten aanzienlijk meer volume verloren. FFB resorptie vertoonde echter een grote variabiliteit, met grote verschillen van geval tot geval, variërend van volledige resorptie tot bijna geen verandering in het volume van het transplantaat. Deze resultaten komen overeen met die van verschillende andere studies en tonen een slechte voorspelbaarheid van de resorptie van het transplantaatvolume.
Gebaseerd op onze resultaten, was het mogelijk om een lineaire correlatie aan te tonen tussen de initiële dichtheid van FFB transplantaten en hun resorptie bij T1, aangezien dichtere transplantaten minder resorptie vertoonden dan transplantaten met een lage dichtheid. Een dergelijke correlatie was onafhankelijk van de embryologische oorsprong van het transplantaat, aangezien alle FFB-blokken in deze studie afkomstig waren van tibia. FFB transplantaten hadden een breed dichtheidsbereik, afhankelijk van het deel van de tibia waarvan ze werden geoogst. De tibia is immers een lang bot dat een grote epifyse heeft die smaller wordt en overgaat in een smallere, dichtere diafyse, die hoofdzakelijk bestaat uit dik corticaal bot met hoge HU-waarden. Anderzijds hadden AB-transplantaten geoogst op intraorale plaatsen (mandibulaire symfyse of ramus) een beperkt dichtheidsbereik en dit kan de mogelijkheid hebben belemmerd om een correlatie te vinden tussen dichtheid en resorptie, die is waargenomen in klinische en preklinische rapporten. Het is echter opmerkelijk dat de dichtheid van AB transplantaten vergelijkbaar was met die van dichtere FFB transplantaten en dus ook met hun resorptie.
Eerdere studies hebben een correlatie aangetoond tussen botdichtheid en hun structuur en gaan zo ver dat ze een op dichtheid gebaseerde classificatie voor botkwaliteit voorstellen . Het is dus aannemelijk dat in dit geval de architectuur van het FFB transplantaat, in termen van corticale en cancellulaire samenstelling, een rol kan hebben gespeeld bij hun resorptie. Spin-Neto rapporteerde dat corticale FFB transplantaten na 5 maanden niet significant waren geremodelleerd. Noch nieuw gevormd bot, noch ongerept bot was in contact met het transplantaat, dat necrotische delen, osteoclastische activiteit, en gebieden binnengedrongen door dicht bindweefsel vertoonde. Orsini stelde daarentegen vast dat corticocancellous grafts goed geïntegreerd waren in de ontvangende gebieden, dat het geënte bot in nauwe continuïteit was met nieuw bot, en dat de mergruimten kleine nieuw gevormde bloedvaten bevatten. Uit deze overwegingen blijkt dat corticale transplantaten hard zijn en bestand tegen vasculaire penetratie, maar dat zij geleidelijk verzwakken door degeneratie voordat zij volledig zijn geïntegreerd en dat zij gedurende langere perioden een mengsel blijven van necrotisch en levensvatbaar bot. Daarentegen worden spongieuze transplantaten sneller geremodelleerd en gerevasculariseerd dan corticale transplantaten, maar zij ondergaan over het algemeen een grotere resorptie. De remodellering van FFB transplantaten en hun klinische relevantie moeten echter nog worden onderzocht.
Ook moet worden opgemerkt dat andere variabelen, zoals de leeftijd en het geslacht van de donor, van invloed kunnen zijn op de prestaties van bottransplantaten; hierover zijn echter geen gegevens beschikbaar.
Vijf transplantaten faalden kort na plaatsing. Deze mislukkingen waren echter gelijkmatig over de groepen verdeeld, aangezien zowel autologe als homologe transplantaten mislukten, ongeacht de plaats van het transplantaat. Het is pure speculatie om te doorgronden waarom deze mislukkingen zich voordeden, gezien het feit dat er bij deze patiënten geen merkbare afwijking van het chirurgisch protocol voorkwam. Mislukkingen kunnen niet worden toegeschreven aan het transplantaattype of aan transplantaatkenmerken, zoals dichtheid of volume, aangezien deze niet significant verschilden van succesvolle transplantaten.
Op basis van onze bevindingen kunnen we concluderen dat FFB transplantaten met een dichtheid >800 HU klinisch de voorkeur verdienen boven minder dichte transplantaten, vanwege hun lagere mate van resorptie. Verdere studies die het gedrag van AB grafts met een breder dichtheidsbereik analyseren, worden aanbevolen.
Conflict of Interests
De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.