PLA/PGA and its co-Polymers in Alveolar Bone Regeneration. A Systematic Review / PLA/PGA y sus Copolímeros en Regeneración Ósea Alveolar. Una Revisión Sistemática

ABSTRACT: The aim of this research was to perform a systematic review to identify the most frequent uses of PLA/ PGA in alveolar bone regeneration and their results. A study was designed to answer the question: What are the most frequent uses of PLA/PLGA and their copolymers in alveolar bone regeneration?. A systematic search was done on MEDLINE, EMBASE and LILACS from April 1993 to December 2017. The search string used on MEDLINE was: (((polylactic acid) OR PLA) OR PLA-based copolymers) OR PLA blends) OR PLA scaffolds)) AND ((("Bone Regeneration"[Mesh]) OR bone regeneration) OR guided bone regeneration). The search was complemented by a manual review of the references from the articles included. Most of the studies selected were weak and, regarding the most frequent uses of PLA/PGA, 13 studies used it as a resorbable membrane, two as an absorbable mesh, one as an absorbable screw and three as filling material. Based on our results, the authors consider that PLA/PGA requires a delicate relation between the mechanical resistance and the degradation process. PLA/PGA does not interrupt bone regeneration; however, the influence in cellular events related to bone regeneration and later osseointegration have not been identified.

RESUMEN: El objetivo de esta revisión fue realizar una revisión sistemática de la literatura para identificar los usos más frecuentes de PLA/PGA en regeneración ósea en área maxilofacial y sus resultados. Se diseñó un estudio para responder a la pregunta: ¿Cuáles son los usos más frecuentes de PLA/PLGA y sus copolímeros en regeneración ósea en el sector maxilofacial?. Los estudios seleccionados fueron en su mayoría débiles y sobre los usos más frecuentes de PLA/PGA, 13 estudios lo utilizaron como membrana reabsorbible, 2 estudios como malla absorbible, un estudio como tornillo absorbible y 3 estudios como material de relleno. En base a nuestros resultados, los autores estiman que PLA/PGA requiere una delicada relación entre la resistencia mecánica que ofrece y la degradación que se produce; PLA/ PGA no interrumpe la regeneración ósea, sin embargo, no se ha identificado la potencialidad o influencia que presenta en los eventos celulares de la regeneración y posterior oseointegración.

Caracterización morfológica y Evaluación clínica de sustitutos óseos de origen porcino de la casa 3Biomat para su aplicación en lesiones óseas bimaxilares / Morphological characterization and clinical evaluation of porcine bone substitutes of the 3Biomat house for its application in bimaxillary bone lesions

Resumen Objetivo. Realizar la caracterización morfológica y la evaluación clínica de sustitutos óseos de origen porcino, como material para la regeneración y reconstrucción de tejido óseo afectado en lesiones óseas bimaxilares. Método. Se analizaron características morfológicas de los materiales para regeneración (dispositivos médicos implantables) Biomec Cx y Biomod, el primero es una membrana acelular de submucosa intestinal y el segundo es sustituto óseo particulado y desmineralizado, ambos de origen porcino, por medio de técnicas de coloración y microscopía, con el objetivo de ver celularidad, organización de las fibras colágenas y tamaños de las partículas. Adicionalmente, se realizó un estudio de tipo comparativo prospectivo, con una muestra intencional de 31 pacientes, en los que se hicieron un total de 83 implantes. Los procedimientos quirúrgicos efectuados fueron: implante pos exodoncia más injerto óseo, implante dental e injerto óseo en el mismo tiempo quirúrgico e injerto óseo con un tiempo de 4 meses de integración para la colocación de implantes dentales. Para la evaluación del efecto regenerativo en los diferentes procedimientos quirúrgicos se interpretaron controles clínicos y radiográficos en los que se miró el comportamiento de la cresta ósea marginal. También se realizaron análisis histológicos de biopsias de tejido óseo regenerado. Resultados. En la caracterización morfológica se encontró que los materiales para regeneración son acelulares. La matriz formada por las fibras de colágeno del sustituto Biomec CX presenta una organización y espacios intersticiales que permiten una buena migración celular. El producto Biomod mostró una densidad y tamaño de partícula adecuada para el proceso regenerativo. En la evaluación clínica, todas las diferencias (mesial y distal) de los meses evaluados en relación con la ganancia de hueso, son estadísticamente significativas; prueba t pareada, p < 0,01 y ANOVA. El aumento promedio en 4 meses fue 0,235mm por mesial (57,3%) y 0,237mm por distal (56,7%). Conclusiones. A partir de los resultados obtenidos tanto en las características morfológicas como en la evaluación clínica de los sustitutos Biomec CX y Biomod, se comprobó que son materiales aptos para su uso en procesos regenerativos en los que se presenten lesiones óseas bimaxilares.

Abstract Objective. To perform the morphological characterization and clinical evaluation of porcine bone substitutes as a material for the regeneration and reconstruction of affected bone tissue in bimaxillary bone lesions. Method. Morphological characteristics of Biomec Cx and Biomod (implantable medical devices) regeneration materials were analyzed, the first is an acellular membrane of the intestinal submucosa and the second is a particle and demineralized bone substitute, both of porcine origin, by techniques of coloration and microscope with the objective of search the cellularity, organization of collagen fibers and particle sizes. Then a prospective comparative study was conducted with an intentional sample of 31 patients in which a total of 83 implants were made. The surgical procedures were: Post-extraction implant plus bone graft, dental implant- bone graft at the same time and bone graft with a time of 4 months of integration for the placement of dental implants. For the evaluation of the regenerative effect in the different surgical procedure we interpreted clinical and radiographic controls with the behavior of the marginal bone crest. Histological analyzes of biopsies of regenerated bone were also performed. Results. In the morphological characterization it was found that the materials for regeneration are acellular. The matrix formed by the collagen fibers of the substitute Biomec CX presents an organization and interstitial spaces that allow a good cellular migration. The Biomod product showed a density and particle size suitable for the regenerative process. In the clinical evaluation, all the differences (mesial and distal) of the months evaluated in relation to the bone gain, are statistically significant; T-test, p <0.01 and ANOVA. The average increase in 4 months was 0.235mm per mesial (57.3%) and 0.237mm per distal (56.7%). Conclusions. Based on the results obtained both in the morphological characteristics and in the clinical evaluation of the substitutes Biomec CX and Biomod, it was verified that they are suitable materials for use in regenerative processes in which bimaxillary bone lesions are present.

Osteotomía valguizante tibial alta: comparación de resultados con el uso de aloinjerto y sustituto óseo / High tibial osteotomy. Allograft versus bone substitute

Introducción: El relleno de la brecha producido por una osteotomía tibial proximal valguizante de apertura (OTA), se encuentra en constante discusión, dado los resultados dispares obtenidos por los distintos autores. El objetivo del siguiente trabajo fue comparar los resultados tanto radiológicos como clínicos con el uso de sustituto óseo y aloinjerto. Materiales y Método: Entre 2009 y 2012, se realizaron 34 OTA. La muestra fue dividida en dos grupos, 15 pacientes en los cuales se había utilizado sustituto óseo (SO) y 19 pacientes en los que se colocó aloinjerto óseo estructural (AI). El grado de artrosis fue estadificado preoperatoriamente según la clasificación de Ahlbãck e intraoperatoriamente estadificamos las lesiones de cartílago según la clasificación de Outerbridge. El análisis clínico se realizó mediante la Escala de la Sociedad de Rodilla (Knee Society Score) y la Escala de Oxford. El seguimiento del tiempo de consolidación, eje anatómico, eje mecánico y mantenimiento de la corrección (diferencia en milímetros) se realizó mediante radiografías con un seguimiento mínimo de un año. Resultados: La unión ósea ocurrió en la totalidad de las osteotomías, siendo el tiempo de consolidación ósea de 4,3 meses (50 días – 6 meses) en el grupo SO y de 3,2 meses (40 días – 5 meses) en el grupo AI (p=0,7). Se obtuvo una mejoría promedio del Knee Score y del Knee function de 20,3 y de 14,8 puntos respectivamente en el grupo SO y de 21,3 y 19,1 puntos en el grupo AI. La evaluación con el Oxford Score evidencio una mejoría promedio en el grupo SO de 21 puntos y de 29 puntos en el grupo AI. Por lo referido anteriormente no encontramos diferencias significativas entre ambos grupos en la evaluación funcional de los pacientes. Tuvimos dos casos descriptos de perdida de corrección que ocurrieron en el grupo SO, a diferencia del grupo AI en el que no apareció ninguna perdida de corrección no siendo esta una diferencia estadísticamente significativa (p=0,09). Conclusión: Ambos materiales tienen resultados clínicos e índices de consolidación comparables, pero con un mayor riesgo de pérdida de corrección de las osteotomías con sustituto óseo. Nivel de Evidencia: IV

Introduction: Given the disparate results obtained by different authors concerning the material to fill the bone gap produced by an opening high tibial osteotomy (HTO) the decision remains controversial. Good and very good results have been reported with bone substitute wedges and allograft, which avoid the inconveniences of autologous grafts use. The purpose of this study was to compare both radiological and clinical results using allograft and bone substitute. Material and Methods: We retrospectively analyzed 34 opening wedge HTO filled with allograft or bone substitute (from 2009 to 2012). We divided the sample into two groups: BS (Bone substitute) group was conformed by 15 patients and the AG (Allograft) group with 19 patients. The degree of osteoarthritis was staged preoperatively and intraoperatively we stratified condral lesions according to the classification of Ahlbãck and Outerbridge respectively. The clinical analysis was performed using the Knee Society Score and Oxford Knee Score. We analyzed time to consolidation, anatomical and mechanical axis and loss of correction (measured in millimeters) using X-rays. Results: Union occurred in every osteotomy, mean time was of 4,3 months in the BS group and 3,2 months in the AG group (p: 0,7). The knee society score (Knee Score and Knee function) were 20,3 and 14,8 points respectively in the BS group, and 21,3 and 19,1 in the AG group. The evaluation with the Oxford Score was 21 points in the BS group and 29 in the AG Group. As mentioned above, we did not found significant differences between groups in the functional assessment of patients. We had two cases of loss of correction in the BS group, and none in the AG group (p = 0.09). Conclusion: The results shows that there was no statistical difference between the two groups for overall complications. However, clinical results filling with bone substitute was less tolerated and increased the risk of loss of correction. Level of Evidence: IV

Obtención de un biocompuesto constituido por fosfato tricálcico y quitosana para ser usado como sustituto óseo en un modelo animal / Development of a biocomposite made up of tricalcium phosphate and chitosan to be used as bone substitute in an animal model

La investigación se trata de la obtención de un biocompuesto a partir de una matriz cerámica y un polímero, con el fin de utilizarlo como relleno óseo. Se mezcló la matriz cerámica, fosfato tricálcico Ca (OH)2 y quitosana, polímero de origen natural. En el estudio se realizaron pruebas preliminares de mezclas para escoger 4 tipos de biocompuestos (BC1, BC2, BC3, BC4), con diferentes proporciones de los elementos de la matriz cerámica. Se trabajó en la preparación del biocompuesto con un pH entre 6,5 y 8,5 y un tiempo de secado entre 7 y 20 min. Se seleccionaron las mezclas óptimas para analizar sus propiedades mecánicas a partir de la prueba de la resistencia a la compresión. Se determinaron los valores de pH, los cuales estuvieron en un rango de 7,05 y 7,6. Igualmente se hallaron unos tiempos de secado que oscilaron entre 7 y 15 min, la pasta mantuvo una temperatura constante de 25 ºC y consistencia moldeable, condiciones que son apropiadas para su utilización como sustituto óseo. La muestra que obtuvo mejores propiedades en cuanto a pH, temperatura y tiempo de secado fue seleccionada para ser implantada en tibias de conejo para determinar la respuesta histológica después de 60 días...

The research deals with the development of a biocomposite from a ceramic matrix and a polymer with the purpose of using it as bone filler. A mixture was made of the ceramic matrix, tricalcium phosphate Ca (OH)2 and chitosan, a polymer of natural origin. The mixtures underwent preliminary testing to choose 4 types of biocomposites (BC1, BC2, BC3, BC4) with varying proportions of ceramic matrix elements. The biocomposite was prepared at a pH between 6.5 and 8.5. Drying time ranged between 7 and 20 minutes. Optimal samples were chosen and their mechanical properties analyzed by means of compression resistance testing. PH measurements showed values between 7.05 and 7.6, and drying times ranged between 7 and 15 minutes. The paste remained at a constant temperature of 25 ºC and maintained molding consistency. These properties are required for use as bone substitute. The sample exhibiting the best pH, temperature and drying time values was chosen for implantation in rabbit tibiae to verify the histological response after 60 days...

Use of anorganic bovine bone matrix in an experimental model of bone healing

The dimensions of the alveolar bone surrounding the tooth are not maintained post tooth-extraction probably as a consequence of the bone remodeling process and the biomechanical demands on bone. The use of biomaterials as bone substitutes in the post-tooth-extraction socket promotes bone repair, regardless of damage to bone structures during the surgical procedures. The aim of the present study was to evaluate the effectiveness of anorganic bovine bone matrix (ABBM) as a bone substitute, in an experimental model of post-tooth extraction bone healing in the rat. Radiographic follow-up was performed at 7, 14, and 30 days, and showed persistence of the biomaterial inside the experimental alveoli. At 14 and 30 days post-tooth extraction, particles surrounded by bone tissue were observed in the middle sector of the alveoli. The osteoconductive property of ABBM was demonstrated using the present experimental model of active osteogenesis, thus showing its usefulness as a bone substitute. Persistence of the particles at the studied experimental time points did not affect post-tooth extraction bone healing.

Las dimensiones del hueso alveolar que rodea a la pieza dentaria, no se mantienen después de la exodoncia. Este hecho seria consecuencia del proceso de remodelado óseo y del requerimiento biomecánico. La utilización de biomateriales como sustitutos óseos en los alveolos, facilitan o promueven la reparación ósea, independientemente que se haya producido traumatismo de las estructuras óseas durante la maniobra quirúrgica. El objetivo del presente estudio fue evaluar la efectividad de una matriz ósea esponjosa anorgánica (MOEA) como sustituto óseo, en un modelo experimental de reparación ósea en el alveolo post-extracción en ratas. Se realizo el estudio radiográfico en los distintos tiempos experimentales: 7, 14 y 30 dias, evidenciando la persistencia del biomaterial. A los 14 y 30 días post-exodoncia se evidenciaron las partículas rodeadas de tejido óseo en el sector medio del alveolo. Es importante destacar que la utilización de (MOEA), como sustituto óseo en el alveolo post-exodoncia de rata, evidencio su capacidad osteoconductiva. La persistencia de las partículas del biomaterial en los tiempos estudiados no interfirió en la reparación ósea.