Effects of cortical bone perforation on experimental guided bone regeneration
Der Einfluss der kortikalen Knochenperforation auf die experimentelle gesteuerte Knochenregeneration
Abstract
enAbstract: This study was designed to evaluate the effects of cortical bone perforation histologically and histomorphometrically on guided bone regeneration (GBR) in rabbits. After elimination of the periosteum, cortical bone defects of two sizes were made in the external cortical plate of the frontal bone (Group A: 1×15 mm; Group B: 3×15 mm). A non-resorbable membrane filled with autogenous blood was placed in the experimental area and secured with titanium pins. After 1 and 2 weeks, vascularized connective tissue and new bone were generated in the space surrounding the defects in both the groups. The amount of vascularized connective tissue generated in Group B was greater than that in Group A at 1 week. Alkaline phosphatase (ALP) was expressed on the bone surrounding the perforation. The expression of ALP was more extensive in Group B than in Group A and was proportional to the breadth of perforation. At 2 weeks, the perforated region was almost covered with new bone in Group A. ALP was expressed at the periphery of newly formed bone. The expression of ALP was proportional to the breadth and height of perforation. At 6 weeks, semicircular outgrowth of bone towards the periphery of the perforated region was observed in both the groups. Newly formed bone volume and ALP expression in Group B were more extensive than those in Group A. At 12 weeks, the space was filled with bone and connective tissue in both the groups. There was no difference in ALP expression between Groups A and B. Histomorphometric analysis showed significant differences between both the groups (two-way ANOVA, P<0.01). We conclude that a larger perforation is associated with prompter bone formation in the secluded space during GBR.
Résumé
frCette étude a été entreprise afin d'évaluer histologiquement et histomorphométriquement les effets de la perforation de l'os cortical sur la régénération tissulaire guidée chez les lapins. Après l'enlèvement du périoste des lésions osseuses corticales de deux grandeurs ont été creusées dans le plateau cortical externe de l'os frontal (groupe A : 1×15 mm, groupe B : 3×15 mm). Une membrane non-résorbable remplie d'os autogène a été placée dans la zone expérimentale et sécurisée avec des punaises en titane. Après une et deux semaines, du tissu conjonctif vascularisé et du nouvel os ont été produits dans l'espace entourant les lésions dans les deux groupes. La quantité de tissu conjonctif vascularisé apparu dans le groupe B était plus importante que celle dans le groupe A après une semaine. La phosphatase alcaline (ALP) était exprimée dans l'os entourant la perforation. L'expression d'ALP était plus intense dans le groupe B que dans le A et proportionnelle à la taille de la perforation. Après deux semaines, la région perforée était presque entièrement recouverte par du nouvel os dans le groupe A. ALP était présente dans la périphérie de l'os néoformé. L'expression d'ALP était proportionnelle à la grandeur et la hauteur des perforations. Après six semaines, une croissance extérieure semi-circulaire de l'os vers la périphérie de la région perforée a été observée dans les deux groupes. Le volume d'os néoformé et l'expression ALP dans le groupe B étaient plus importants que dans le groupe A. Après douze semaines l'espace était comblé par de l'os et du tissu conjonctif dans les deux groupes. Il n'y avait aucune différence dans l'expresssion ALP entre les deux groupes. L'analyse histomorphométrique a montré des différences significatives entre les deux groupes (ANOVA deux directions, P<0,01). Une plus importante perforation serait donc associée à une formation osseuse plus rapide dans l'espace fermé durant la régénération osseuse guidée.
Zusammenfassung
deDie Studie wurde entworfen, um histologisch und histomorphometrisch den Einfluss der kortikalen Knochenperforation auf die gesteuerte Knochenregeneration bei Kaninchen zu untersuchen. Nach der Entfernung des Periostes wurden kortikale Knochendefekte mit zwei verschiedenen Grössen in die externe kortikale Platte des frontalen Schädelknochens präpariert (Gruppe A: 1×15 mm, Gruppe B: 3×15 mm). In der experimentellen Region wurde eine nicht-resorbierbare Membran, gefüllt mit autologem Blut, platziert und mit Titannägeln befestigt. Nach 1 und 2 Wochen hatte sich bei beiden Gruppen im Hohlraum um die Defekte vaskularisiertes Bindegewebe und neuer Knochen gebildet. Nach 1 Woche war die Menge an gebildetem vaskularisiertem Bindegewebe in Gruppe B grösser als in Gruppe a. Im Knochen um die Perforationen konnte alkalische Phosphatase (ALP) nachgewiesen werden. Die Expression der ALP war bei Gruppe B ausgeprägter als bei Gruppe A und sie war proportional zur Ausdehnung der Perforationen. Nach 2 Wochen war die perforierte Region in Gruppe A praktisch mit neuem Knochen bedeckt. ALP konnte in der Peripherie des neu gebildeten Knochen nachgewiesen werden. Die Expression von ALP war proportional zur Ausdehnung und Höhe der Perforationen. Nach 6 Wochen konnte in beiden Gruppen ein halbkreisförmiges Auswachsen des Knochens Richtung Peripherie der perforierten Region beobachtet werden. In der Gruppe B war das Volumen des neu gebildeten Knochens und die ALP Expression ausgeprägter als in Gruppe A. Nach 12 Wochen war der Hohlraum in beiden Gruppen mit Knochen und Bindegewebe aufgefüllt. Es bestanden keine Unterschiede in der Expression der ALP zwischen Gruppe A und B. Die histomorphometrische Analyse zeigte signifikante Unterschiede zwischen den beiden Gruppen (zweiweg ANOVA, P<0.01). Wir ziehen die Schlussfolgerung, dass eine grössere Perforation während der gesteuerten Knochenregenration im abgeschlossenen Hohlraum mit einer prompteren Knochenbildung assoziiert ist.
Resumen
esEste estudio se diseñó para evaluar histológica e histomorfometricamente los efectos de la perforación del hueso cortical en regeneración ósea guiada en conejos. Tras la eliminación del periostio, se realizaron defectos óseos corticales en la placa cortical externa del hueso frontal (Grupo A: 1×15 mm, Grupo B: 3×15 mm). Se colocó una membrana no reabsorbible rellena de sangre autógena en el área experimental y asegurada con pins de titanio. Tras 1 y 2 semanas se generó un tejido conectivo vascularizado y nuevo hueso en el espacio rodeando a los defectos en ambos grupos. La cantidad de tejido conectivo vascularizado generado en el Grupo B fue mayor que en el Grupo A en 1 semana. La fosfatasa alcalina (ALP) se expresó en el hueso que rodea la perforación. La expresión de la ALP fue mas extensa en el Grupo B que en el Grupo A y fue proporciona a la anchura de la perforación. A las 6 semanas, se observó crecimiento hacia fuera de hueso hacia la periferia de la región perforada en ambos grupos. El hueso neoformado y la expresión de ALP en el Grupo B fueron mas extensas que en el Grupo A. A las 12 semanas, el espacio se rellenó con hueso y tejido conectivo en ambos grupos. No hubo diferencia en la expresión ALP entre los Grupos A y B. El análisis histomorfométrico mostró diferencias significativas entre ambos grupos (ANOVA de dos vías, P<0.01). Concluimos que una perforación mas amplia se asocia con una formación de hueso mas rápida en el espacio cubierto durante regeneración ósea guiada.
