Histomorphometry evaluation of bone anabolism promoted by prostaglandin E1 and its relation to hypercalcemia / Evaluación histomorfométrica del anabolismo óseo en la reparación promovida por la prostaglandina E1 y su relación con la hipercalcemia

Abstract Background: At present, parathyroid hormone is the only existing anabolic bone therapy but produces hypercalcemia. Prostaglandin E1 (PGE1) has been suggested as a bone anabolic agent that allows bone modeling formation without producing hypercalcemia. This study aimed to corroborate these PGE1 properties. Methods: For 22 days, rabbits (n = 30) were divided into three groups (n = 10 each group) and received intravenous solutions: vehicle (control group), palate disjunction + vehicle (sham group), and palate disjunction + 50 mg of PGE1 (PGE1 group). On days 1, 3, and 22, palatine suture X-rays were taken. On day 22, bone formation markers were analyzed, and the rabbits were sacrificed. Bone palate undecalcified samples were processed. Histomorphometry software was used to analyze bone parameters, and the mineralization front was stained with toluidine blue. Scalloped lines reflect remodeling-based bone formation (RBF), and smooth lines reflect modeling-based formation (MBF). Results: X-rays showed more significant palatal disjunction in the PGE1 group; this group exhibited significant calcitriol serum increments. Hypercalciuria was observed in the PGE1 group, and resorption markers (N-telopeptides) remained stable. Sutural bones in the PGE1 group exhibited significant anabolism in structural parameters. RBF was 20%, and MBF was 6% in the sham group; in the PGE1 group, RBF was 8.6%, and MBF was 17%. In the PGE1 group, mineralization was significantly accelerated, but resorption remained stable. Conclusions: This model suggests that PGE1 favors palate disjunction, calcitriol synthesis, and shortens the mineralization. Therefore, PGE1 is an important bone anabolic molecule predominantly of modeling-based form and no hypercalcemia.

Resumen Introducción: La hormona paratiroidea es la única molécula anabólica ósea, pero ocasiona hipercalcemia. La prostaglandina E1 (PGE1) sugiere ser un anabólico óseo con formación por modelación predominante y generalmente no ocasiona hipercalcemia. El objetivo de este estudio fue corroborar estas propiedades de la PGE1. Métodos: Por 22 días, 30 conejos divididos en tres grupos (n = 10 cada grupo) recibieron una solución por vía intravenosa: vehículo (grupo control), disyunción palatina más vehículo (grupo sham) y disyunción palatina más 50 mg de PGE1 (grupo PGE1). A los días 1, 3 y 22 se obtuvieron radiografías de la sutura palatina. En el día 22 se analizaron los marcadores bioquímicos de formación ósea y se sacrificó a los conejos. Las suturas y los huesos suturales se procesaron sin descalcificar. La evaluación histomorfométrica fue digitalizada y el frente de mineralización ósea se tiñó con azul de toluidina. Las líneas irregulares reflejan resorción (remodelación) y las líneas rectas no resorción (modelación). Resultados: Radiográficamente, la disyunción palatina fue mayor en el grupo PGE1. Este grupo mostró una hipercalcitonemia significativa, pero la calcemia y los marcadores resortivos (N-telopéptidos) se mantuvieron estables. Por histomorfometría, los huesos suturales del grupo PGE1 mostraron anabolismo significativo en parámetros estructurales. En el grupo sham, la remodelación ósea fue del 20% y la modelación fue del 6%; en el grupo PGE1, la remodelación fue del 8.6% y la modelación fue del 17%. En este mismo grupo, la mineralización fue significativamente acelerada, pero la resorción se mantuvo igual. Conclusiones: Este modelo sugiere que la PGE1 favorece la disyunción palatina y el aumento del calcitriol, y acelera la mineralización y el anabolismo óseo por modelación predominante sin hipercalcemia.

Proteína morfogénica ósea en cirugía maxilofacial. Revisión bibliográfica / Bone morphogenic protein in maxillofacial surgery. Bibliographic review

El propósito de esta revisión es presentar una visión concreta de las proteínas morfogenéticas óseas, su potencial de inducir osteogénesis y la aplicación en los procesos regenerativos. Las investigaciones acerca de los iniciadores moleculares de diferenciación ósea y cartilaginosa han identificado un grupo entero de proteínas morfogenéticas óseas que ejercen efecto regulador. La proteína morfogenética ósea (BMP) es endógena, presenta propiedades osteoinductivas, osteoconductivas y osteogénicas, y ha mostrado efectos significativos en la promoción de la formación ósea, por lo cual es una buena alternativa en reconstrucción. El uso de BMP se ha descrito en la reconstrucción de los defectos óseos de origen traumático y patológico, incluyendo: fisura nasoalveolar, aumento del reborde alveolar, elevación del seno maxilar, injerto de alvéolo postextracción y cirugía peri-implantaria.

The purpose of this review is to present a concrete vision about bone morphogenetic proteins, their potential in the induction of osteogenesis and their application in regenerative processes. Research on the molecular primers of bone and cartilage differentiation has identified an entire group of bone morphogenetic proteins that exert a regulatory effect. The bone morphogenetic protein (BMP) is an endogenous protein, has osteoinductive, osteoconductive and osteogenic properties, has shown significant effects in the promotion of bone formation, being a good alternative in reconstruction. The use of BMP has been described in the reconstruction of bone defects of traumatic and pathological origin, including nasoalveolar fissure, increased alveolar ridge, maxillary sinus elevation, post-extraction alveolar graft, and perimplant surgery

Preliminary study on the biocompatibility and osteoconductive properties of a new bovine bone graft / Estudio preliminar sobre las propiedades de biocompatibilidad y osteoconductividad de un nuevo injerto de hueso bovino

To prevent post-extraction resorption and preserve the integrity of the alveolar ridges, the placement of bone grafts at the time of extraction is recommended. Bovine bone grafts are biocompatibile and osteoconductive, allowing new bone apposition by osteoprogenitor cells. Although there are trademarks recognized internationally regarding bovine bone grafts, they are expensive and even difficult to acquire. Therefore, domestic industry development of high quality biomaterials will reduce the public health high costs in the dental field. Here, we evaluated and compared the effects of an Argentinean manufactured bovine bone graft (Synergy Bone Matrix) with a bovine bone graft recognized for its osteoconductive effects (Bio-Oss), on bone healing in an experimental model in rats. We created critical sized bone defects in rat tibiae and filled them with either one of the bovine bone grafts or control. Clinical responses, X-ray findings, bone mineral density, and histological parameters were evaluated. No abscess, encapsulation, suppuration or inflammation of lymphatic nodes were observed. Radiographically, all implants were amalgamated to the surrounding bony margins, suggesting proper healing. On the other hand, control tibiae exhibited no signs of recovery and remained either unfilled or showed fibrous tissue formation. No statistical differences were observed in BMC and BMD between tibiae filled with Synergy Bone Matrix or Bio-Oss. Histological analysis revealed particles of both bone grafts surrounded by laminar bone tissue indicating osteoconductivity, without any inflammatory sign. This preliminary study suggests that Synergy Bone Matrix, as well as Bio-Oss, present similar properties of biocompatibility and osteoconductivity. (AU)

Para prevenir la resorción post-exodoncia y preservar la integridad de los rebordes alveolares, se recomienda la colocación de injertos óseos en el momento de la extracción. Los injertos de hueso bovino son biocompatibles y osteoconductivos, permitiendo nueva aposición ósea por células osteoprogenitoras. Existen marcas internacionales de injertos de hueso bovino, pero resultan caros e incluso difíciles de adquirir. Por ello, la elaboración de biomateriales de alta calidad, nacionales, reduciría los altos costos de salud pública en odontología. En este estudio, se evaluaron y compararon los efectos de un injerto de hueso bovino fabricado en Argentina (Synergy Bone Matrix) versus un injerto de hueso bovino reconocido por sus efectos osteoconductivos (Bio-Oss), en el proceso de cicatrización ósea en un modelo experimental en ratas. Para ello, creamos un defecto óseo crítico en tibia de rata el cual se rellenó con uno de los injertos de hueso bovino o control. Se evaluó: respuesta clínica y radiográfica, densidad mineral ósea e histología. No se observaron abscesos, encapsulación, supuración o inflamación de los ganglios linfáticos. Radiográficamente, todos los implantes se integraron a los márgenes óseos circundantes, sugiriendo una cicatrización adecuada. Por el contrario, las tibias control no mostraron signos de recuperación con formación de tejido fibroso. No se observaron diferencias estadísticas en las BMC y BMD entre las tibias Synergy Bone Matrix o Bio-Oss. La histología reveló partículas de ambos injertos óseos rodeadas por tejido óseo laminar indicando osteoconductividad sin signos inflamatorios. Este estudio preliminar sugiere que Synergy Bone Matrix presenta propiedades similares de biocompatibilidad y osteoconductividad que Bio-Oss. (AU)

Marcadores óseos en niños y adolescentes / Bone markers in children and adolescents / Marcadores ósseos em crianças e adolescentes

Los marcadores óseos son moléculas específicas que pueden clasificarse en dos categorías: formación y resorción óseas. Cuando se los compara con los adultos, los niños tienen muy elevadas concentraciones de los marcadores óseos debido a la elevada velocidad de crecimiento y a la rápida remodelación ósea. No solo reflejan el crecimiento (modelación esquelética y crecimiento linear), sino también la remodelación ósea. Ningún marcador es específico para cada uno de estos procesos y no son fáciles de interpretar en niños y adolescentes dado que están influenciados por varios factores fisiológicos como edad, sexo, velocidad de crecimiento y estadio puberal. Es necesario conocer la velocidad de crecimiento y el desarrollo puberal para interpretar correctamente los resultados. Además, muestran variaciones diurnas en sus concentraciones con picos por la mañana y nadir por la tarde. A la actualidad, existe una variada referencia de datos de marcadores óseos en niños y adolescentes. Se presenta una revisión de hallazgos científicos de varios marcadores séricos y urinarios que reflejan la formación y resorción óseas durante la niñez y adolescencia. Los marcadores óseos son de mucha utilidad en investigación clínica y fisiología del metabolismo óseo, sin embargo, su uso de rutina en clínica aún no está bien establecido.

Bone markers are specific bone-derived molecules that can be classified into two categories: bone formation and bone resorption markers. Compared to adults, children have dramatically elevated bone marker concentrations due to high skeletal growth velocity and rapid bone turnover. They reflect growth (skeletal modelling) and remodelling and no marker is specific for any of the different biological processes of remodelling, modelling or epiphyseal growth. Bone turnover markers may not be easy to interpret in children as they are influenced by many physiological factors, such as age, gender, growth velocity, and pubertal stage. Knowledge of growth velocity and pubertal development is necessary to interpret the values of biological markers of bone turnover correctly. Turnover markers also show a diurnal variation, with a peak of concentrations in the morning and nadir of concentrations in the late afternoon. To date, a variety of pediatric references for bone markers have been reported. This review describes research findings on various sera and urine markers that reflect bone formation and resorption in children and adolescents. While bone markers are useful in research in the field of bone metabolism, their utility in routine clinical applications in pediatrics has not been established.

Marcadores ósseos são moléculas específicas que podem ser classificadas em duas categorias: formação e reabsorção óssea. Em comparação com os adultos, as crianças têm concentrações altamente elevadas de marcadores ósseos devido à alta velocidade de crescimento e à remodelação óssea rápida. Não só refletem o crescimento (modelagem esquelética e crescimento linear), mas também a remodelação óssea. Nenhum marcador é específico para cada um desses processos e não são fáceis de interpretar em crianças e adolescentes visto que estão influenciados por vários fatores fisiológicos, tais como idade, sexo, velocidade de crescimento e desenvolvimento púbere. É necessário o conhecimento da velocidade de crescimento e o desenvolvimento do púbere para interpretar corretamente os resultados. Além disso, mostram variações diurnas em suas concentrações com picos de manhã e nadir pela tarde. Atualmente, existe uma variada referência de dados de marcadores ósseos em crianças e adolescentes. Apresenta-se uma revisão de achados científicos de vários marcadores séricos e urinários que refletem a formação e reabsorção ósseas em crianças e adolescentes. Embora os marcadores ósseos sejam úteis na investigação clínica e fisiologia do metabolismo ósseo, sua utilidade em aplicações clínicas de rotina ainda não foi bem estabelecida.

Influencia de la variación de la presión de oxígeno ambiental en la formación ósea en cuyes nativos del nivel del mar / Influence of environmental oxygen pressure variation in sea level native guinea pigs bone formation

Introducción: La hipoxia caracteriza a los tejidos inicialmente injuriados; la variación en la disposición del oxígeno tisular en el proceso de reparación ósea determina la aparición de diversas moléculas implicadas en la sanación del tejido. Objetivos: Determinar si la variación de la presión de oxígeno ambiental influirá en la formación ósea posterior a una osteotomía en cuyes nativos del nivel del mar. Diseño: Experimental. Lugar: Facultad de Odontología de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú, e Instituto Veterinario de Investigaciones Tropicales y de Altura, Mantaro, Perú. Material biológico: Cuyes. Intervenciones: Se utilizó 5 grupos de 10 cuyes cada uno, uno sin inducción de osteotomía (grupo control) y cuatro grupos experimentales: mar 15 días y mar 30 días (expuestos a PO2 ambiental de 157 mmHg), altura 15 días y altura 30 días (expuestos a PO2 ambiental de 107 mmHg). Principales medidas de resultados: Conteo de osteocitos. Resultados: El grupo mar 15 días presentó menor número de osteocitos comparado con el grupo altura 15 días (63 180 vs. 80 310, p<0,05). A su vez, el grupo mar 30 días presentó también menor número de osteocitos comparado con el grupo altura 30 días (160 640 vs. 167 370, p<0,05). Conclusión: La menor presión de oxígeno ambiental favoreció una mayor formación ósea en cuyes nativos del nivel mar...

Introduction: Hypoxia characterizes initially injured tissue; variation in oxygen available determines the appearance of molecules involved in bone repair. Objectives: To determine if environmental oxygen pressure variation influences bone formation following osteotomy in sea level native guinea pigs. Design: Experimental. Setting: Faculty of Dentistry, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Peru, and Tropical and High Altitude Research Veterinary Institute, Mantaro, Peru. Biological material: Guinea pigs. Interventions: Five groups of 10 guinea pigs each included one without osteotomy (control group) and four experimental groups: sea 15 days and sea 30 days (exposed to environmental PO2 157 mmHg), high altitude 15 days and high altitude 30 days (exposed to environmental PO2 107 mmHg). Main outcome measures: Osteocytes count. Results: The 15 days sea group had lower number of osteocytes compared with the 15 days high altitude group (63 180 vs. 80 310, p<0.05). The 30 days sea group had also lower number of osteocytes compared with the 30 days high altitude group (160 640 vs. 167 370, p<0.05). Conclusions: The lower environmental oxygen pressure favored higher bone formation in sea level native guinea pigs...

Distraction osteogenesis in dentistry / Distracción osteogénica en la odontología

Distraction osteogenesis is a technique for induction of new bone formation between two segments of a bone that presents wide possibilities of use in Dentistry. However, the available information on this subject is still scarce. The aim of this article is to review the literature related to bone formation, mechanically induced by distraction osteogenesis, in order to supply subsidies the agreement of this process.

La distracción osteogénica es una técnica para la inducción de la formación de nuevo hueso entre dos segmentos de un hueso que presenta amplias posibilidades de uso en Odontología. Sin embargo, la información disponible sobre este tema es aún escasa. El objetivo de este artículo es revisar la literatura relacionada con la formación de hueso, mecánicamente inducida por la distracción osteogénica, con el fin de proveer una contribución de acuerdo a este proceso.