Alveolar bone repair with strontium- containing nanostructured carbonated hydroxyapatite

ABSTRACT Objective: This study aimed to evaluate bone repair in rat dental sockets after implanting nanostructured carbonated hydroxyapatite/sodium alginate (CHA) and nanostructured carbonated hydroxyapatite/sodium alginate containing 5% strontium microspheres (SrCHA) as bone substitute materials. Methods: Twenty male Wistar rats were randomly divided into two experimental groups: CHA and SrCHA (n=5/period/group). After one and 6 weeks of extraction of the right maxillary central incisor and biomaterial implantation, 5 μm bone blocks were obtained for histomorphometric evaluation. The parameters evaluated were remaining biomaterial, loose connective tissue and newly formed bone in a standard area. Statistical analysis was performed by Mann-Withney and and Wilcoxon tests at 95% level of significance. Results: The histomorphometric results showed that the microspheres showed similar fragmentation and bio-absorbation (p>0.05). We observed the formation of new bones in both groups during the same experimental periods; however, the new bone formation differed significantly between the weeks 1 and 6 (p=0.0039) in both groups. Conclusion: The CHA and SrCHA biomaterials were biocompatible, osteoconductive and bioabsorbable, indicating their great potential for clinical use as bone substitutes.

Efecto del ranelato de estroncio sobre la densidad mineral ósea en hombres con osteoporosis / Effect of strontium ranelate on bone mineral density in men with osteoporosis

La osteoporosis afecta al 6-7% de la población masculina. Es alta la proporción de pacientes con fracturas sin diagnóstico previo de esta enfermedad. La mortalidad luego de una fractura es mayor en hombres que en población femenina; a pesar de esto, la mayoría de los pacientes no reciben tratamiento. Los fármacos aprobados, en nuestro medio, para tratar la osteoporosis masculina son: bifosfonatos, teriparatida y ranelato de estroncio. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del ranelato de estroncio sobre la densidad mineral ósea en hombres después de 1 año de tratamiento. Se incluyeron los registros de 20 hombres de 67,8±3,0 años, tratados con ranelato de estroncio (2 g/día) durante 1 año. Todos los pacientes presentaban un T-score inferior a -2,5 en cadera o columna vertebral o un T-score inferior a -2,0 y factores de riesgo de fractura. No hubo modificación de parámetros de laboratorio luego del tratamiento (calcemia, calciuria, fósforo sérico, parathormona, 25(OH)vitamina D, fosfatasa alcalina y desoxipiridinolina) en relación a los basales. Luego del tratamiento con ranelato de estroncio se observó incremento de la densidad mineral ósea en columna lumbar: 0,953±0,029 versus 0,997±0,030 g/cm2 (p=0,0068), cuello femoral: 0,734±0,013 versus 0,764±0,016 g/cm2 (p=0,0084) y cadera total: 0,821±0,02 versus 0,834±0,02 g/cm2 (p=0,0419). Conclusión: el tratamiento con ranelato de estroncio produjo un incremento significativo de la densidad mineral ósea en columna lumbar y fémur proximal en hombres con osteoporosis. (AU)

Osteoporosis affects 6-7% of the male population. The proportion of patients with fragility fractures but without diagnosis of the disease is high. Mortality after hip fracture is higher in men than in women; in spite of this, most patients are left without treatment for osteoporosis. Drugs approved, for the treatment of osteoporosis in our country are bisphosphonates, teriparatide, and strontium ranelate (SrR). The objective of this study was to evaluate the effect of SrR on axial BMD in men after one year of treatment. We obtained pertinent data from medical registries of 20 men aged 67,8±3,0 years, treated with oral SrR (2 g/day) for 12 months. All patients had a T-score below -2,5 at the hip or the lumbar spine, or a T-score below -2,0 and one or more risk factors for fracture. The levels of serum calcium, phosphate, alkaline phosphatase, 25-hydroxyvitamin D, or PTH, or urinary calcium and desoxipyridinoline remained unchanged following SrR administration. After treatment with SrR there were significant increases in BMD at the lumbar spine: 0,953±0,029 versus 0,997±0,030 g/cm2 (p=0,0068), femoral neck: 0,734±0,013 versus 0,764±0,016 g/cm2 (p=0.0084), and total hip: 0,821±0,02 versus 0,834±0,02 g/cm2 (p=0,0419). Conclusion: in osteoporotic men, treatment with SrR significantly increases BMD in the lumbar spine and the proximal femur. (AU)

Evaluación de la respuesta densitométrica en pacientes con osteoporosis posmenopáusica tratadas con ranelato de estroncio o denosumab / Densitometric response in postmenopausal osteoporosis treated with strontium ranelate or denosumab

Tanto el ranelato de estroncio (RSr) como el denosumab (Dmab) son eficaces en el tratamiento de la osteoporosis (OP) posmenopáusica (PM). El efecto de cada fármaco por separado sobre la densidad mineral ósea (DMO) ha sido estudiado recientemente. Con ambas drogas se observó, al año de tratamiento, un aumento significativo de la DMO en columna lumbar (CL), cuello femoral (CF) y cadera total (CT). En este trabajo comparamos la respuesta densitométrica al año de tratamiento con una y otra droga. Utilizamos los registros de 425 pacientes PMOP tratadas con Dmab y 441 tratadas con RSr. En cada paciente analizamos el porcentaje de cambio; se clasificaron como respondedoras aquellas que mostraron un cambio ≥3%. Adicionalmente se comparó la respuesta en pacientes no previamente tratadas con bifosfonatos (BF-naïve) en comparación con pacientes que habían recibido previamente un BF. Al analizar el grupo completo para Dmab, el porcentaje de pacientes respondedoras fue de 68,4% en CL, 63,3% en CF y 49,3% en CT. Por otro lado, en el grupo de pacientes tratadas con RSr, el porcentaje de respondedoras (53,8% en CL, 40,0% en CF y 35,6% en CT) fue estadísticamente menor. Cuando comparamos la respuesta entre las pacientes BF-naïve que recibieron RSr o Dmab, el Dmab indujo mayor respuesta en CL y CF que el grupo RSr, sin diferencias en CT. Cuando se analizaron los subgrupos BF-previo, las tratadas con Dmab mostraron mayor respuesta en todas las regiones. Conclusión: en pacientes con OP-PM, el tratamiento con Dmab produjo mayores incrementos densitométricos que el RSr, siendo el porcentaje de pacientes respondedoras mayor con Dmab que con RSr. (AU)

Both strontium ranelate (SrR) and denosumab (Dmab) are effective in the treatment of postmenopausal osteoporosis (PMOP). The effect of each drug on bone mineral density (BMD) has been studied separately by us. With both treatments, there was a significant increase after one year of treatment at the lumbar spine (LS) and hip. In this paper we compared the densitometric response after one year of treatment with both drugs used separately. We used the clinical records of 425 PM patients treated with Dmab and 441 treated with SrR. For each patient we analyzed the percentage of change; those who showed a change ≥3% were classified as responders. Additionally, the response was compared in patients not previously treated with bisphosphonates (BP-naïve) compared to patients who had previously received a BP. When analyzing the complete group for Dmab, the percentage of "responders" was 65.2% at the LS, 62.9% at the femoral neck (FN) and 47.4% at the total hip (TH). On the other hand, in the group of patients treated with SrR the percentage of responders (53.8% at the LS, 40.0% at the FN and 35.6% at the TH) was statistically lower. When comparing the response between in BF-naïve patients receiving RSr or Dmab, Dmab induced a greater response at the LS and FN than the RSr group, with no statistical differences at the TH. When the subgroups with prior BP treatment were analyzed, those treated with Dmab showed greater response in all regions. Conclusion: in patients with PMOP treatment with Dmab produced greater densitometric increments than SrR, and the percentage of responders was higher with Dmab than with SrR. (AU)

Synthesis and characterization of calcium phosphate compounds with strontium and magnesium ionic substitutions / Síntetis y caracterización del compuestos de fosfato de calcio con substituto iónico de estroncio y magnesio

Bioceramics offer advantages in the repair and regeneration of hard tissues and are used as bone void fillers and particulate fillers in bone cements with surgical applications. Regeneration and osteosynthesis stimulation via the release of essential ions such as strontium (Sr2+) and magnesium (Mg2+) is a relatively new field. Therefore, there is great interest in investigating various ionic substitutions on crystallographic structure and characteristics for use in osteoporosis prevent and increase bone formation and decrease bone resorption. In this study, we synthesize calcium phosphate samples with Sr2+ and Mg2+ ionic substitutions. The samples are characterized using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and inductively coupled plasma mass spectroscopy. Hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, and amorphous phases were observed. Depending on the ionic substitution, the crystal size and crystallinity varied from 22 nm to 130 nm and from 84% to 99.6%, respectively. The Ca/P ratio ranged from 0.72 to 1.82. The results demonstrated the effect of Sr2+ and Mg2+ inclusions in calcium phosphate on important parameters used in several bioceramic applications.

Los biocerámicos ofrecen ventajas en la reparación y regeneración de tejidos duros utilizándose como relleno en cavidades óseas y como relleno particulado en cementos óseos de aplicaciones quirúrgicas. Regeneración y estimulación de la osteosíntesis a través de la liberación de iones esenciales, como el estroncio (Sr) y magnesio (Mg) es un campo relativamente nuevo. Por lo tanto, existe un gran interés en la investigación de diversas sustituciones iónicos sobre la estructura cristalográfica y las características para su uso en la prevención de osteoporosis y aumento de la formación ósea con disminuir la resorción ósea. En este estudio, se sintetizó muestras de fosfato de calcio con sustituciones iónicos Sr y Mg. Las muestras se caracterizaron usando difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, y la espectroscopia de masas con plasma acoplado inductivamente. Se observó hidroxiapatita, fosfato tricálcico beta, y las fases amorfas. Dependiendo de la sustitución iónica, el tamaño del cristal y cristalinidad variaron de 22 nm a 130 nm y de 84% a 99,6%, respectivamente. La relación Ca/P varió desde 0,72 hasta 1,82. Los resultados demostraron el efecto de las inclusiones de Sr y Mg en fosfato de calcio en parámetros importantes que se utilizan en varias aplicaciones de biocerámicos.