Distracción osteogénica, estudio clínico, histológico e histomorfométrico del uso de un nuevo distractor en perros beagles

Abstract

DISTRACCIÓN OSTEOGÉNICA; ESTUDIO CLÍNICO, HISTOLÓGICO E HISTOMORFOMÉTRICO DEL USO DE UN NUEVO DISTRACTOR EN PERROS BEAGLES INTRODUCCIÓN La Técnica de Distracción Osteogénica Alveolar (DOA), resulta ser una excelente alternativa para la neoformación de hueso y tejidos blandos, en zonas donde se ha producido una atrofia ósea importante que impide la normal rehabilitación con implantes dentales(1). La DOA se basa en los principios descritos en la literatura ortopédica por Ilizarov (2,3). Después de realizar una osteotomía en el hueso alveolar, se coloca un dispositivo distractor fijado al segmento de transporte y al hueso basal. El segmento de transporte permanecerá vascularizado gracias al aporte sanguíneo del periostio, el cual ha de ser preservado en el lado lingual. Posteriormente, el segmento de transporte es sometido a tracción gradual para separarlo del hueso basal; esta tracción activa los fenómenos que darán lugar a la regeneración de los tejidos tras la maduración progresiva del callo de distracción creado durante la distracción. La masa ósea y forma del hueso resultante dependerá del vector de distracción, las fuerzas mecánicas y el aporte sanguíneo. Los estudios en animales demostraron la viabilidad de la DOA para regenerar hueso nuevo y colocar y cargar con éxito implantes dentales usando distractores extraóseos (4-6) e intraóseos (7-10). El primer distractor alveolar intraoral fue colocado en perros por Block y cols. en 1996. Usando un distractor extraóseo (TRACK®) y consiguiendo un aumento vertical de 8.85mm (4). En 1999 Oda y Cols. presentan un estudio experimental en perros demostrando histológica e histomorfométricamente la neoformación ósea del proceso alveolar tras la distracción y la integración de los implantes en el nuevo hueso (8). Los primeros en aplicar esta técnica en pacientes fueron Chin y Toth en el año 1996. El primer caso fue realizado en un adolescente con un gran defecto alveolar debido a un traumatismo. El distractor que utiliza Chin y Toth es intraóseo, consiste en un dispositivo de titanio formado por un tornillo con dos miniplacas. El tornillo actúa como guía de la placa fijada en el segmento de transporte y gira sobre la placa del segmento basal, impidiendo esta su intrusión en el hueso, produciendo así el desplazamiento óseo. Este distractor ha sido comercializado posteriormente con el nombre de Lead System® (11). Varias publicaciones han estudiado específicamente la biología de la osteogénesis (12-17). Chiapasco y cols. (2006) informaron de que después de 12 semanas de consolidación, el porcentaje de hueso mineralizado en el gap de distracción era del 21,6% al 57,8%. El nuevo hueso formado estaba orientado perpendicularmente a la línea de osteotomía y consistía en hueso no laminar reforzado de fibras paralelas de colágeno (17). Tuker y cols. (2007) obtuvieron resultados histológicos similares tras 12 semanas de consolidación. Correlacionaron los hallazgos histológicos con radiografías panorámicas (OPG) y tomografía computerizada (CT), realizando análisis de la densidad ósea. Al finalizar la distracción, las OPG mostraban radiolucidez en los gaps de distracción, que tras 12 semanas de consolidación, los gaps de distracción mostraban áreas radio-opacas con algunas zonas radiolúcidas y al año la apariencia era similar al hueso preexistente. La CT mostró que la formación del nuevo hueso tras 12 semanas de consolidación era más denso que el hueso medular (15). Iizuka y cols. (2005) encontraron también mayor densidad en el nuevo hueso formado, tras el uso de un distractor alveolar bidireccional (14). Amir y cols. (2006) hallaron relación entre el volumen de vasos sanguíneos y la densidad ósea en el nuevo hueso formado, concluyendo que un adecuado aporte sanguíneo es crucial para el desarrollo, remodelación y regeneración del hueso (12). Lindeboom y cols. (2008) también hallaron cambios en la densidad vascular de la mucosa oral tras la DO. Demuestran que el principal incremento vascular se produce durante la fase de activación, recuperando los niveles anteriores a la cirugía durante la fase de consolidación (16). Después del entusiasmo inicial, los procedimientos de DOA han sido abandonados gradualmente por la mayoría de los clínicos debido al malestar de los pacientes, las numerosas complicaciones y la necesidad del estricto cumplimiento del protocolo por parte del paciente (18-21). Esposito y cols. (2009) en una revisión sistemática Cochrane, sobre diferentes técnicas de regeneración vertical, no encuentra suficiente evidencia acerca de cuál es el mejor procedimiento. Sin embargo, informa de que la técnica de DOA es la que mayor potencial tiene para los procedimientos de regeneración vertical (22). La DOA se lleva aplicando desde hace 20 años como técnica de regeneración ósea. De manera general se distinguen 2 tipos de distractores; Intraóseos y extraóseos. También pueden diferenciarse según su función en distractor o distractor-implante(23). Según la dirección del hueso regenerado se dividen en distractor vertical o distractor horizontal. Los diferentes estudios publicados presentan diferentes protocolos de distracción con cada diseño de distractor. La DOA es una técnica compleja con numerosas complicaciones, que añadido al disconfort que supone para el paciente por las múltiples visitas que ha de realizar (planificación, radiografías, modelos, cirugía, visitas durante la fase de activación y revisiones durante la consolidación) hasta la colocación definitiva de los implantes y su prótesis correspondiente, ha hecho que gradualmente se vaya abandonando la realización de esta técnica. Ya hemos hablado anteriormente de las múltiples ventajas que ofrece la técnica de DOA, por ello creemos interesante reevaluar la técnica, usando un nuevo dispositivo de Distracción Alveolar, Mozo-Grau Alveolar Distractor® y su instrumental específicamente diseñado para realizar el aumento de hueso vertical para la colocación de implantes en diferentes situaciones en el hueso mandibular. El objetivo principal de este estudio animal es evaluar el comportamiento del nuevo dispositivo e instrumental específico. • Analizar técnica quirúrgica realizada por cirujanos ampliamente experimentados. • Seguimiento de complicaciones durante todo el proceso (intraoperatorias, postoperatorias, durante la distracción y consolidación; y tras la colocación de implantes). • Cuantificar la ganancia vertical obtenida mediantes cortes histológicos y radiografías intraorales. Los objetivos secundarios del estudio son evaluar el comportamiento de los implantes colocados en hueso distraído y hueso nativo. • Comparar el BIC (contacto hueso implante, bone implant contact), en implantes colocados en segmentos distraídos y no distraídos. • Comparar área ósea en el hueso de distracción y control, BA/TA. • Medir los cambios óseos periimplantarios. MATERIAL Y MÉTODO El distractor que utilizamos en este estudio fue desarrollado por la casa comercial Mozo-Grau®, Valladolid, España, el Mozo-Grau Alveolar Distractor®. Es un distractor intraóseo, que se puede dividir en 3 partes. • Porción apical o basal de 3,4mm longitud, sirve de anclaje al hueso basal y para la fijación del dispositivo osteodistractor. • Porción coronal de 3mm de longitud, responsable de la distracción del segmento de transporte. • Tornillo de distracción, parte activa del dispositivo, con su activación va separando las porciones apical o basal y coronal o segmento de transporte. Puede distraer hasta 6mm. Se activará a una frecuencia de 0,75mm diarios, equivalente de 1 vuelta completa. Antes de las activaciones, es similar a un implante roscado intraóseo a nivel de hueso, con una longitud de 6,4mm y un diámetro de 4,1mm (Figura 29b). En máxima apertura tiene una longitud de 12,4mm. Los implantes utilizados fueron Osseus e Inhex desarrollados por la casa comercial Mozo-Grau®, Valladolid, España, con una longitud de 13mm y diámetro de 4,25mm. DISEÑO DEL ESTUDIO Este estudio fue diseñado como un estudio experimental en animales del tipo aleatorizado controlado de diseño de boca dividida con evaluación ciega, con la excepción de las complicaciones que fueron evaluados de forma independiente por el veterinario responsable. Se diseñaron 2 grupos de estudio diferentes: PROTOCOLO GRUPO 1: • Colocación de 4 distractores en las regiones posteriores de la mandíbula tras selección aleatorizada. Se diseñaron 4 áreas, 3 de distracción con el fin de reproducir situaciones de atrofia que se dan con frecuencia en los pacientes que necesitan aumento vertical alveolar y 1 área control para la colocación de 1 implante (Figura 31):  Área A, con longitud de 8 mm, está planificada para la futura colocación de 1 Implante que se colocará en el mismo lugar donde colocamos el distractor. Se deberá usar un implante de diámetro mayor al distractor, que es de 4 mm.  Área B, con longitud de 20mm, está planificada para la posterior colocación de 2 implantes a ambos lados del distractor.  Área C, con longitud de 32mm, será necesario el uso de 2 distractores y está planificado para la colocación de 3 implantes.  Área D, segmento de 10mm libre de distracción, donde se colocará un implante control. • Tras 10 semanas de consolidación, se colocaron 6 implantes en los segmentos distraídos, según el diseño aleatorizado y 1 implante control. • El sacrificio de los animales se produce 2 meses tras la colocación de los implantes y 18 semanas tras finalizar la fase de distracción. • Se realizaron mediciones de los segmentos distraídos, se cuantificó la ganancia vertical, el área ósea en hueso distraído y hueso basal control (BA/TA), el contacto hueso implante en hueso distraído y en el control y la pérdida marginal periimplantaria. PROTOCOLO GRUPO 2: • Se colocaron 6 implantes control en cada perro, 3 por hemiarcada 6 semanas antes de la cirugía de distracción. 2 Implantes se colocarían anterior al segmento distraído y 1 posteriormente. El objetivo de estos implantes (además de para su estudio) fue el de dar apoyo a una estructura microfresada para proteger el segmento de distracción. • En este grupo se colocaron 2 distractores, 1 por región posterior mandibular, 6 semana tras la cirugía de implantes. El segmento de distracción fue de 20mm. • La principal diferencia con el grupo 1, es que no se pusieron implantes postdistracción (Figura 32). • El sacrificio de los animales se realizó 12 semanas tras terminar la fase de distracción. • Se realizaron mediciones de los segmentos distraídos, se cuantifico la ganancia vertical, el área ósea en hueso distraído y hueso basal control (BA/TA), el contacto hueso implante en hueso distraído y en el control y la pérdida marginal periimplantaria. Los resultados del presente estudio fueron evaluados del siguiente modo: 1. El éxito del procedimiento de aumento óseo fue definido como aumento vertical de al menos 5 mm, medido en las radiografías tomadas al final del período de latencia, justo antes de la extracción del dispositivo distractor. 2. La longitud histomorfométrica del hueso distraído se midió a partir de las imágenes histológicas digitales. 3. Se realizó una descripción histológica cualitativa del hueso regenerado periimplantario. 4. La densidad ósea en el hueso distraído comparada con la densidad del hueso nativo de la zona basal mandibular (BA/TA). 5. El contacto hueso implante (BIC). 6. Se evaluaron los cambios a nivel de hueso marginal peri-implantario en radiografías digitales periapicales tomadas con la técnica paralela en el momento de la colocación del implante y 2 meses después. 7. Se registraron las incidencias pre y postoperatorias y las complicaciones existentes así como el procedimiento seguido para su tratamiento. Los datos fueron recogidos en una base de datos diseñada al efecto, con comprobación repetida de los mismos así como su codificación. Estos datos fueron analizados en el programa estadístico SPSS versión 20.0 para Windows. RESULTADOS 8 perros en total fueron operados divididos en 2 grupos con diferentes protocolos. 1 perro del grupo 1 tuvo que ser sacrificado durante la fase de consolidación. Se colocaron un total 24 distractores. Se perdieron 11 distractores durante las sucesivas fases del estudio. Se colocaron un total de 35 implantes (12 Inhex y 23 Osseous) sin complicaciones, 12 implantes fueron colocados en hueso distraído y 23 en hueso no distraído. Éxito del procedimiento de aumento: De nueve segmentos aumentados en tres animales en el grupo 1, sólo dos segmentos en un animal lograron una osteodistracción exitosa. De ocho segmentos aumentados en 4 animales en el grupo 2, únicamente 1 alcanzó la distracción vertical mayor a 5mm. Por lo tanto, se logró el éxito en 3 segmentos de los 17 que terminaron el estudio. La media de distracción lograda en ambos estudios medida radiográficamente fue de 2,765mm al final del periodo de consolidación. Longitud histomorfométrica del hueso distraído: La longitud histológica media distraída fue de 2,86 mm (3,16±1,36mm en el grupo 1 y 2,56 ± 1,24 mm en grupo 2). La longitud máxima alcanzada en los segmentos distraídos fue de 5,54mm en un segmento de 32mm de longitud en el grupo 1, y la mínima fue de 1,37mm en un segmento de 20mm con en el grupo 2. Descripción histológica cualitativa del hueso periimplantario regenerado. Histológicamente todos los implantes evaluados fueron osteointegrados. En los casos en que se logró distracción, el hueso nuevo estaba compuesto por hueso lamelar rico en vasos sanguíneos y hueso inmaduro (8 semanas) con un potencial regenerativo evidente y una morfología similar al hueso lamelar normal. El potencial regenerativo se originó principalmente de los espacios abiertos de la médula y de la región perióstica. En algunos casos, se invadió parte de la región distraída con un tejido fibroso denso vascularizado moderadamente generado a partir de su región perióstica (Figura 37). Densidad ósea (BA / TA): La media BA/TA en el hueso distraído fue de 81,55±2,63 y 77,27±2,78 para los grupos 1 y 2 respectivamente, con un periodo de tiempo de cicatrización de 18 y 12 semanas postdistracción. Los valores hallados en hueso basal fueron ligeramente mayores, 88,88 ± 6,33 y 91,93 ± 5,89 en los grupos 1 y 2, pero sin significación estadística (p=0,657). No se hallaron diferencias estadísticamente al comparar el BA/TA alrededor de los dos tipos de implantes utilizados en hueso distraído, con medias de 78,82 (±3,52)% y 83,61 (±5,1) para los implantes Inhex y Osseous respectivamente, p=0,106. Contacto hueso-implante (BIC) En los implantes colocados en hueso distraído del protocolo 1 (IHDP1) en comparación con los implantes colocados en hueso no distraído del protocolo 1(IHNDP1), cuyos BIC medios fueron 31,15(±11,67)% y 35,61(±6,25) respectivamente, no se observaron diferencias estadísticamente significativas ( p= 0,469). En los IHNDP1 en comparación con los implantes colocados en hueso no distraído del protocolo 2 (IHNDP2), con valores medios de 35,65(±29,41)% y 50,50(±9,31)% respectivamente, sí se encontraron diferencias estadísticamente significativas con p=0,035 Al comparar los grupos IHDP1 con IHNDP2 encontramos los valores con mayor significación estadística con p=0,001. Siendo el grupo IHNDP2 el grupo donde mayor BIC se alcanzó (Tabla 11). Los cambios en el hueso peri-implantario No se compararon globalmente al no encontrar variables comunes para hacerlo. Los perros del grupo 1 se sacrificaron 2 meses tras la colocación de implantes, sin carga y la mayoría de ellos colocados en hueso distraído. Los perros del grupo 2 se sacrificaron a los 5 meses de la colocación de implantes en hueso no distraído y todos los implantes Osseous fueron cargados por la estructura microfresada. Complicaciones totales De un total de 24 distractores colocados se perdieron 11 en los diferentes periodos de estudio. Se produjeron 2 fracturas mandibulares ocasionando el sacrificio de un perro prematuramente y la pérdida de una hemimandíbula, este hecho supuso la pérdida de 6 distractores, las fracturas se produjeron en ambas en el segmento de 32mm de longitud. 4 distractores presentaron falta de estabilidad durante las diferentes fases de la técnica y se perdió un distractor por fractura. No se produjeron complicaciones después de la colocación de los implantes en el hueso distraído. Las complicaciones se explican con detalle en las tablas 6 y 7. DISCUSION La odontología moderna demanda cada vez más la rehabilitación de los dientes perdidos por medio de implantes dentales. Una de sus grandes limitaciones para la colocación de los implantes dentales endoóseos es la cantidad de hueso disponible para la colocación de implantes de longitud y diámetro adecuados. Hay diferentes técnicas descritas para el aumento de hueso disponible: elevación de seno maxilar, lateralización del nervio dentario inferior (110,111), colocación de injertos de hueso autólogo y la utilización de distintos productos osteoconductores para regeneración ósea guiada (143,176). La Distracción Osteogénica Alveolar (DOA) surge a finales de los años 90, como nueva alternativa. El estudio de su eficacia y las diferencias entre la utilización de distintos distractores que hay en el mercado es fundamental para el desarrollo de la técnica. En la parte final de la introducción de esta tesis, hemos presentado una revisión sistemática donde se incluyen todos los estudios publicados en una muestra mínima de 7 pacientes hasta Noviembre de 2016. Tras más de 20 años de uso, sigue habiendo controversia sobre cuál es el mejor protocolo para realizar la DOA. Se han desarrollado diferentes dispositivos y aplicaciones en los cuales se han realizado distintos protocolos de distracción. Sin embargo, las fases clínicas de la técnica de distracción continúan siendo las mismas: Osteotomía, latencia, distracción y consolidación. En nuestro estudio se optó por el perro Beagle por la capacidad que presenta para imitar la cresta alveolar del humano y su docilidad. Se ha observado en otros trabajos con perros, que es indispensable la exodoncia previa de los premolares y molares y la espera de un periodo de curación de al menos 12 semanas para obtener una cresta edéntula que presente un hueso alveolar organizado y unos tejidos blandos cicatrizados y estables para colocar el distractor(315,365-367). Todos los operadores coinciden en que el diseño de la técnica para la colocación del distractor alveolar Mozo Grau es sencilla, dentro de la complejidad de la técnica. Los elementos guía para la osteotomía y el medidor de profundidad diseñados por la casa Mozo Grau ayudaron para la realización de la técnica. Las complicaciones que encontramos en el experimento fueron todas postquirúrgicas. Podemos decir que con este dispositivo no encontramos ninguna complicación durante la cirugía. Además, la preparación del lecho quirúrgico para la inserción del osteodistractor fue realizada de manera sencilla por los 8 operadores. El hecho de que fuera de manera similar a la colocación de implantes convencionales, facilitó la utilización del set quirúrgico. Todos los distractores lograron buena estabilidad primaria mayor a 35Ncm en el momento de la colocación. Durante la fase de activación o distracción se encontraron complicaciones menores como la pérdida del tornillo de cicatrización y cierre de tejidos que son fácilmente solucionables; y complicaciones mayores como la pérdida de la estabilidad del osteodistractor, esta complicación supone el fracaso de la técnica. Supuso la pérdida de 4 distractores. Durante la fase de consolidación encontramos 2 pérdidas de distractores por falta de estabilidad y en 3 segmentos se produjo reabsorción en el segmento de transporte. Una vez finalizado el periodo de consolidación, se procedió a la remoción de los distractores con los destornilladores incluidos en el set quirúrgico. La maniobra de extracción de los distractores se realizó sin complicaciones y se procedió a la colocación de implantes de forma convencional. No se realizaron técnicas de regeneración ósea guiada. En nuestro estudio, la media de distracción lograda global es de 3,86mm de longitud histomorfométrica y de 2,76 mm de longitud radiográfica, incluyendo en estas mediciones las mediciones de los segmentos fracasados. En cuanto al BA/TA, hallamos una media de 81,55±2,63 y 77,27±2,78 para los grupos 1 y 2 respectivamente, con un periodo de tiempo de cicatrización de 18 y 12 semanas postdistracción. Los valores hallados en hueso basal fueron ligeramente mayores, 88,88 ± 6,33 y 91,93 ± 5,89 en los grupos 1 y 2. Estos valores no eran estadísticamente significativos. Los resultados demuestran que el hueso neoformado es prácticamente igual que el nativo en cuanto a porcentaje óseo. Radiográficamente a las 18 semanas se observa un hueso homogéneo que no se diferencia del hueso nativo. En los implantes colocados en hueso distraído del protocolo 1 (IHDP1) en comparación con los implantes colocados en hueso no distraído del protocolo 1(IHNDP1), cuyos BIC medios fueron 31,15(±11,67)% y 35,61(±6,25) respectivamente, no se observaron diferencias estadísticamente significativas. Lo que nos indica, que los implantes colocados en hueso distraído con 12 semanas de cicatrización tendrán un comportamiento similar a los colocados en hueso nativo. En los IHNDP1 en comparación con los implantes colocados en hueso no distraído del protocolo 2 (IHNDP2), con valores medios de 35,65(±29,41)% y 50,50(±9,31)% respectivamente, sí se encontraron diferencias estadísticamente significativas con p=0,035. Los implantes del grupo 1 tuvieron un tiempo de cicatrización de 8 semanas, mientras que los del grupo 2, tuvieron un tiempo de cicatrización de 18 semanas. Al comparar los grupos IHDP1 con IHNDP2 encontramos los valores con mayor significación estadística con p=0,001. Siendo el grupo IHNDP2 el grupo donde mayor BIC se alcanzó. Estos valores, son lógicos e indican que hay mucho mayor BIC en implantes colocados en hueso nativo con 18 semanas de cicatrización que en los implantes colocados en hueso distraído con 8 semanas de cicatrización. Por todo lo expuesto en esta tesis, podemos decir, que la distracción osteogénica alveolar es una técnica quirúrgica compleja, pero con el mayor potencial de regeneración alveolar vertical de cuantas hay descritas en la literatura. La calidad del hueso neoformado es igual a la del hueso nativo tras 12 semanas de cicatrización y presenta la ventaja de no necesitar zona donante u otro material de injerto adicional. Por otro lado, la complejidad quirúrgica y las numerosas fases de la técnica, convierten la distracción osteogénica alveolar en una técnica muy sensible, dando lugar a un gran número de complicaciones de diferente magnitud, que pueden llevar al fracaso de la técnica o a no conseguir la ganancia vertical deseada. La finalidad de este estudio piloto fue probar la factibilidad de la técnica e identificar las posibles mejoras de los materiales y procedimientos con el objetivo de introducir las mejoras en futuros estudios. Por ello se contó con un alto número de operadores para que colaboraran al desarrollo del dispositivo, instrumental y técnica. Opinando desde su experiencia y contribuyendo a la futura mejora. Además, este modelo animal puede no ser ideal, por su comportamiento. También, se crearon unos segmentos posteriores muy largos, éste hecho pudo aumentar el trauma al que los distractores y el área de distracción fueron sometidos CONCLUSIONES 1. La distracción osteogénica alveolar es una técnica quirúrgica compleja, pero con el mayor potencial de regeneración alveolar vertical de cuantas hay descritas en la literatura. 2. Este estudio demuestra que es posible alcanzar aumento de hueso vertical con el distractor alveolar Mozograu en perros. 3. El hueso resultante de la distracción alveolar es igual al hueso nativo a las 12 semanas de cicatrización. 4. El comportamiento de los implantes colocados en hueso nativo y hueso sometido previamente a distracción osteogénica alveolar es similar, no hallando diferencias significativas en el contacto entre hueso e implante (BIC). 5. No existen diferencias de BIC entre los implantes Inhex y Osseous colocados en hueso distraído. 6. Se describe un alto número de complicaciones en las diferentes fases de la técnica que conlleva el fracaso de numerosos dispositivos. 7. Se debería de realizar un nuevo estudio corrigiendo las deficiencias del presente estudio e introduciendo las sugerencias y mejoras en el diseño del estudio y del dispositivo y de la técnica. BIBLIOGRAFÍA (1) Esposito M, Grusovin MG, Felice P, Karatzopoulos G, Worthington HV, Coulthard P. Interventions for replacing missing teeth: horizontal and vertical bone augmentation techniques for dental implant treatment. Cochrane Database Syst Rev 2009 Oct 7;(4):CD003607. doi(4):CD003607. (2) Ilizarov GA. 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