Parietal bone as graft material for maxillary sinus floor elevation: structure and remodeling of the donor and of recipient sites
Abstract
enAbstract: Particulate parietal bone is used for maxillary sinus floor elevation procedure prior to dental implant placement. However, data on internal structure of the parietal bone and on graft remodeling and incorporation in the host bone are limited. We determined the structure and remodeling activities of 24 parietal bone specimens sampled at time of sinus grafting (T1 samples), and the amount and turnover of bone formed at the recipient site at time of implant placement (T2 samples, obtained 10 months after T1 samples, on average). In T1 samples, the outer cortex was 1.16±0.45 mm thick, had a typical haversian structure, and showed a low level of remodeling. In the cancellous portion of the samples, trabecular bone volume represented 52.8±10.3%. Bone remodeling was more active in the cancellous portion than in the cortical portion, but few osteoblasts and osteoclasts were seen. T2 samples consisted solely of trabecular bone, which occupied 49.4±18.4% of total sample volume. The boundary between new bone and the recipient bed was not discernible. Remnants of the graft particles were embedded within new bone, and showed signs of intense resorption. Bone remodeling was highly active, as shown by the presence of numerous osteoclasts resorbing new bone, together with thick osteoid seams and large osteoblasts. A loose cotton-like mineralized material was frequently observed in the marrow spaces; this acellular and non-collagenous material was strongly stained by toluidine blue, suggesting a glycoprotein nature. This study offers insights into cortical and trabecular bone structure and shows the low-level remodeling activity of parietal bone. About 10 months after grafting, the grafted chips were incorporated in new bone and almost completely resorbed. This high turnover may be beneficial for implant placement.
Résumé
frL'os pariétal en particules est utilisé dans les processus d'épaississement du sinus avant le placement des implants dentaires. Cependant les données sur la structure interne de l'os pariétal et sur le remodelage et l'incorporation du greffon dans l'os hôte sont limitées. Les activités de remodelage et la structure de 24 spécimens d'os pariétal échantillonnés au moment de l'épaississement sinusal (échantillon T1) et la quantité et le renouvellement de l'os formé dans le site receveur au moment du placement de l'implant (échantillon T2, obtenus en moyenne 10 mois après T1) ont été déterminés. Dans les échantillons T1, le cortex extérieur avait de 1,16±0,45 mm d'épaisseur, possèdait une structure haversienne typique et n'accusait qu'un faible niveau de remodelage. Dans la portion spongieuse des échantillons le volume d'os trabéculaire représentait 52,8±10,3%. Le remodelage osseux était plus actif dans la portion spongieuse que dans la portion corticale mais peu d'ostéoblastes et d'ostéoclastes étaient aperçus. Les échantillons T2 consistaient seulement en os trabéculaire qui occupait 49,4±18,4% du volume de l'échantillon total. La frontière entre l'os nouveau et le lit receveur n'était pas détectable. Les restes de particules greffés étaient enfouis dans l'os nouveau et montraient des signes de résorption intense. Le remodelage osseux était très actif comme le démontrait la présence de nombreux ostéoclastes résorbant l'os nouveau, ainsi que des soudures ostéoïdes épaisses et de grands ostéoblastes. Un matériau minéralisé ressemblant à du coton lâche était fréquemment observé dans les espaces de la moelle; ce matériau acellulaire et non-collagène était fortement coloré par le bleu de toluidine suggérant une nature glycoprotéique. Cette étude offre une image de ce qui se déroule dans la structure osseuse trabéculaire et corticale et montre le faible niveau de l'activité de remodelage de l'os pariétal. Environ dix mois après le greffage, les chips greffés étaient incorporés dans de l'os néoformé et presque complètement résorbés. Ce renouvellement important peut être bénéfique pour l'insertion des implants.
Zusammenfassung
deFür die vorgängig zu einer Zahnimplantation durchzuführende Sinusbodenelevation benützte man zermahlenen Parietalknochen. Verfügbare Daten über die internen Strukturen des Parietalknochens, die Remodellationsvorgänge im Transplantat sowie die Integration in den Wirtsknochen sind beschränkt. Wir beschrieben in dieser Arbeit die Struktur und die Remodellationsvorgänge von 24 parietalen Knochenbiopsien, die im Verlauf einer Sinusbodenelevation (T1-Probe) entnommen worden war, sowie zum Zeitpunkt der Implantation die Menge des neue aufgebauten Knochens und die darin ablaufenden Umbauvorgänge auf der Empfängerseite (T2-Probe, entnommen 10 Monate nach der T1-Probe; durchschnittliche Werte). Bei den T1-Proben war der äussere Kortex 1.16±0.45 mm dick, hatte eine typische Struktur mit Haver'schen Kanälen und zeigte ein geringes Mass an Remodellationsvorgängen. In den spongiösen Anteilen der Biopsien betrug der Anteil an trabekulärem Knochenvolumen 52.8±10.3%. Die Remodellationsvorgänge waren in den spongiösen Knochenanteilen stärker als in den kortikalen Anteilen, man entdeckte jedoch eher wenige Osteoblasten und Osteoklasten. Die T2-Proben bestanden nur aus trabekulärem Knochen, der 49.4±18.4% des Gesamtvolumens einnahm. Die Übergänge vom neuen Knochen zum Empfängerknochen konnten nicht festgestellt werden. Überreste von Transplantatpartikeln waren im neu gebildeten Knochen eingebettet und zeigten ausgeprägte Resorptionserscheinungen. Die Knochenremodellation war sehr ausgeprägt, was sich in der Präsenz von zahlreichen, den neuen Knochen resorbierenden Osteoklasten, breiten Osteoidsäumen und riesigen Osteoklasten zeigte. In den Markräumen konnte oft ein baumwollähnliches, mineralisiertes Material beobachtet werden; dieses azelluläre und nichtkollagene Material färbte sich stark mit Toluidinblau, was auf Glycoproteine schliessen lässt.
Diese Studie erlaubt uns Einblicke in kortikale und spongiöse Knochenstrukturen und zeigt auch die geringen Remodellationsaktivitäten des Parietalknochens. Etwa 10 Monate nach der Augmentation waren die transplantierten Knochenstückchen im neuen Knochen eingebaut und fast vollständig resorbiert. Diese raschen Umbauprozesse sind vermutlich für die Implantation von Vorteil.
Resumen
esEl hueso parietal en partículas se usa en procedimientos de elevación del suelo del seno maxilar previos a la colocación del implante. De todos modos, los datos acerca de la estructura interna del hueso parietal y del remodelado óseo y su incorporación al hueso huésped son limitados. Hemos determinad la estructura y las actividades de remodelado de 24 especímenes de hueso parietal tomados en el momento de injerto del seno (muestras T1), y la cantidad y el recambio de hueso formado en el lugar receptor en el momento de colocación del implante (muestras T2, obtenidas 10 meses después de las muestras T1, de media). En las muestras T1, la corteza externa fue de 1.16±0.45 mm de grosor, tenía una estructura típicamente harvesiana, y mostró un bajo nivel de remodelado. En la porción esponjosa de las muestras, el volumen de hueso trabecular representó el 52.8±10.3%. El remodelado óseo fue mas activo en la porción esponjosa que en la porción cortical, pero se observaron pocos osteoblastos y osteoclastos. Las muestras T2 consistieron solamente en hueso trabecular, que ocupó el 49.4±18.4% del volumen total de la muestra. La unión entre el nuevo hueso y el lecho receptor no fue diferenciable. Restos de las partículas del injerto óseo estaban mezcladas con el nuevo hueso, y mostraron signos de intensa reabsorción. El remodelado óseo fue altamente activo, tal como se muestra por la presencia de numerosos osteoclastos reabsorbiendo nuevo hueso, junto con uniones osteoides gruesas y grandes osteoblastos. Se observó con frecuencia un material algodonoso en los espacios medulares; este material acelular y no colágeno se tiñó fuertemente con azul de toluidina, sugiriendo una naturaleza glicoproteica.
Este estudio ofrece una visión de la estructura cortical y trabecular del hueso y muestra el bajo nivel de actividad de remodelado del hueso parietal. Alrededor de 10 meses tras el injerto, las virutas injertadas se incorporaron al nuevo hueso y casi se reabsorbieron completamente. Este alto recambio puede ser beneficioso para la colocación de los implantes.
