Comparative study and histomorphometric analysis of bone allografts lyophilized and sterilized by autoclaving, gamma irradiation and ethylene oxide in rats

PURPOSE: To compare three sterilization methods (autoclave, gamma irradiation and ethylene oxide) over non demineralized lyophilized bone allografts. METHODS: Bone allografts were implanted on paravertebral muscles of 21 rats. After 30 days animals were sacrificed and grafts underwent comparative analysis regarding histomorphometric and macroscopic parameters. RESULTS: Allografts that underwent the three sterilization methods presents similar weight gain, cortical thickness similar to control group, and less fibrosis than the control group. Grafts that underwent sterilization in autoclave presented less presence of multinucleated giant cells, although not statistically significant. There was also no statistically significant difference regarding mineralization on the three groups. CONCLUSION: The three sterilization methods cause similar effects on bone allografts regarding macroscopic and histomorphometric parameters.

Retalho ósseo pré-fabricado com osso homógeno: estudo da maturaçäo óssea em um modelo experimental / Prefabricated homogenous bone flap: bone maturation study as an experimental model

As opções convencionais de tratamento de perdas ósseas, como enxertos e retalhos não são satisfatórias. Com isso uma nova categoria de retalhos, o retalho pré-fabricado (RPF), passou a ser estudada. Foram retirados 42 ossos metatársicos-I das patas traseiras de 21 ratos Wistar. O grupo I (n=21) foi descalcificado e liofilizado e o grupo II (n=21) foi não descalcificado e congelado a -70ÝC. Após 3 semanas os ossos foram enxertados em 21 animais sobre os vasos epigástricos inferiores nas regiões inguinal direita e esquerda, individualizados por uma lâmina de silicone. Os grupos I e II foram divididos em três subgrupos cada, de acordo com o tempo de permanência (1, 2 e 4 semanas) após a pré-fabricação do retalho. No estudo histológico macroscópico os grupos apresentaram diferenças em morfologia e consistência: o grupo I mostrou perda da arquitetura óssea e da rigidez e grupo II mantiveram sua forma, rigidez e consistência. Na análise qualitativa alterações foram observadas nos fragmentos do grupo desmineralizado e liofilizado, especialmente no subgrupo de 2 semanas. O grupo II não apresentou alteração no aspecto do tecido ósseo mineralizado entre os diversos subgrupos. É nítida a diferença histológica entre os RPF com osso descalcificado e liofilizado quando comparado ao não descalcificado e congelado. A reabsorção óssea gradual sugere que a rotação do retalho deve ocorrer precocemente. Este estudo demonstra a aplicabilidade do osso homógeno para pré-fabricação de retalhos.

Alteraçöes histológicas em enxerto de osso homógeno preparado e armazenado com duas técnicas diferentes / Histological alterations in homogenous bone graft prepared and storage with two different tecniques

Esta pesquisa analisa as alterações histológicas de enxerto ósseo homógeno preparado de diferentes modos. Em um grupo, ossos metatársicos-l de ratos foram armazenados a -70Ý Celsius e em outro grupo, os ossos foram descalcificados e estocados em temperatura ambiente após terem sido liofilizados. Esses ossos foram enxertados nas regiões inguinais de ratos e retirados para estudo histológico no trigésimo dia de pós-operatório. Macroscopicamente os ossos não descalcificados e armazenados a -70ÝC estavam envoltos por uma cápsula delgada, facilmente desprendida e apresentavam consistência de osso cortical. Microscopicamente observou-se absorção da superfície endostal com diminuição da camada cortical e aumento da cavidade medular. A cortical estava sofrendo processo de reabsorção e a superfície óssea externa possuía uma cápsula fibrosa delgada e células inflamatórias. Os ossos descalcificados e liofilizados, na macroscopia, apresentavam-se de consistência amolecida e estavam envoltos por uma cápsula espessa e firmemente aderida. Microscopicamente, a maior parte da arquitetura óssea estava preenchida por material acelular e avascular, muito semelhante à cartilagem e envolvendo o tecido, uma cápsula fibrosa espessa com células inflamatórias. Portanto, existiam diferenças histológicas dos enxertos ósseos homógenos, dependendo do preparo e do armazenamento do osso.

Retalho ósseo pré-fabricado com osso homógeno: estudo da maturação óssea em um modelo experimental

As conventional options for bone repair are not satisfactory, a new flap category was developed, the prefabricated flap (RPF). 42 metatarsic-I bone were obtained from 21 Wistar rats, and divided in two groups: group I (n=21) the bones were freeze- dryed and decalcified and group II (n=21) was frozen to - 70º C. After 3 weeks the bones were grafted in 21 rats, onto the left na right inferior epigastric vessels wrapped in silicon sheet. Groups I and II were subdivided in 3 groups each, following the period of permanence (1,2 or 4 weeks). In macroscopic histologic study, group I revealed loss of bone architecture and group II manteined its concistency and shape. In quantitative analysis, alterations were observed in group I, mainly inthe 2 weeks group. There is a histologic difference in prefabricated bone flaps betwenn groups I and II. Gradual bone reabsorption suggests that the flap should be rotated early. This study shows the applicability of homogenous bone for flap prefabrication.

As opções convencionais de tratamento de perdas ósseas, como enxertos e retalhos não são satisfatórias. Com isso uma nova categoria de retalhos, o retalho pré-fabricado (RPF), passou a ser estudada. Foram retirados 42 ossos metatársicos-I das patas traseiras de 21 ratos Wistar. O grupo I (n=21) foi descalcificado e liofilizado e o grupo II (n=21) foi não descalcificado e congelado a -70°C. Após 3 semanas os ossos foram enxertados em 21 animais sobre os vasos epigástricos inferiores nas regiões inguinal direita e esquerda, individualizados por uma lâmina de silicone. Os grupos I e II foram divididos em três subgrupos cada, de acordo com o tempo de permanência (1, 2 e 4 semanas) após a pré-fabricação do retalho. No estudo histológico macroscópico os grupos apresentaram diferenças em morfologia e consistência: o grupo I mostrou perda da arquitetura óssea e da rigidez e grupo II mantiveram sua forma, rigidez e consistência. Na análise qualitativa alterações foram observadas nos fragmentos do grupo desmineralizado e liofilizado, especialmente no subgrupo de 2 semanas. O grupo II não apresentou alteração no aspecto do tecido ósseo mineralizado entre os diversos subgrupos. É nítida a diferença histológica entre os RPF com osso descalcificado e liofilizado quando comparado ao não descalcificado e congelado. A reabsorção óssea gradual sugere que a rotação do retalho deve ocorrer precocemente. Este estudo demonstra a aplicabilidade do osso homógeno para pré-fabricação de retalhos.

Alterações histológicas em enxerto de osso homógeno preparado e armazenado com duas técnicas diferentes

This research analyzes histologic alterations in allogenic bone graft from rats wich were prepared in two different ways. In one group (n=6), metatarsic-l bones not descalcified were stored at -70°C. In the other (n=6), the bones were desminerlised and freeze-drying. The bones were grafted into the groin region of rats and studied 30 days after. In the macroscopic evaluation, the bones not descalcified and stored at -70°C were surrounded by a thin capsule with consistency of cortical bone. Microscopically, it was observed reabsorption of endostal area with a decrease in the cortical thickness, and increase in the intracortical cavity. The bones descalcified and freeze-drying, in a macroscopic evaluation, were surrounded by a thick capsule and the consistency of the bone was softened. Microscopically, the bone showed a tissue without cells and vases, wich was very similar to cartilage; and a thick and fibrous capsule with inflamatory cells. Therefore, there were histologic differences in the allogenic bone grafts, and these differences depend on the way the bone was prepared and stored.

Esta pesquisa analisa as alterações histológicas de enxerto ósseo homógeno preparado de diferentes modos. Em um grupo, ossos metatársicos-l de ratos foram armazenados a -70° Celsius e em outro grupo, os ossos foram descalcificados e estocados em temperatura ambiente após terem sido liofilizados. Esses ossos foram enxertados nas regiões inguinais de ratos e retirados para estudo histológico no trigésimo dia de pós-operatório. Macroscopicamente os ossos não descalcificados e armazenados a -70°C estavam envoltos por uma cápsula delgada, facilmente desprendida e apresentavam consistência de osso cortical. Microscopicamente observou-se absorção da superfície endostal com diminuição da camada cortical e aumento da cavidade medular. A cortical estava sofrendo processo de reabsorção e a superfície óssea externa possuía uma cápsula fibrosa delgada e células inflamatórias. Os ossos descalcificados e liofilizados, na macroscopia, apresentavam-se de consistência amolecida e estavam envoltos por uma cápsula espessa e firmemente aderida. Microscopicamente, a maior parte da arquitetura óssea estava preenchida por material acelular e avascular, muito semelhante à cartilagem e envolvendo o tecido, uma cápsula fibrosa espessa com células inflamatórias. Portanto, existiam diferenças histológicas dos enxertos ósseos homógenos, dependendo do preparo e do armazenamento do osso.