Osseointegration of hydroxyapatite implants in rat tibial defects with sciatic nerve injury / Oseointegración de implantes de hidroxiapatita en defectos tibiales de ratas con lesión del nervio ciático

ABSTRACT

Bone metabolism is influenced by different factors and muscle activity acts as a stimulator of bone plasticity. Conditions such as nerve injuries can compromise bone physiology due to muscle inactivity. Preview studies have shown that nerve damage reduces P substance and calcitonin gene-related peptides, also known as neuropeptides that may have a key role on bone healing. Therefore, this study evaluated the osseointegration of hydroxyapatite implants in tibial defects of rats submitted to unilateral sciatic nerve section. Twelve Wistar rats were divided into two groups (G1 and G2). In G1, the sciatic nerve was left intact and in G2 the left sciatic nerve was completely sectioned. An experimental tibial bone defect was then created in both groups and filled with hydroxyapatite granules. The animals were sacrificed 2 months after implantation and samples were submitted to macroscopic inspection and histological analysis. Good radiopacity of the hydroxyapatite granules and radiographic definition of the bone defect were noted. Histologic analysis revealed formation of new bone adjacent to the hydroxyapatite granules in G1 and, to a lesser extent, in G2 in which the proliferation of connective tissue predominated at the implant site. The formation of new bone stimulated by hydroxyapatite in bone defects can be expected even in animals with limb paralysis due to nerve injury; however, bone formation occurs at a slower speed in these animals and the volume of newly formed bone is lower.

RESUMEN

El metabolismo óseo está influenciado por diferentes factores y la actividad muscular como un estimulador de la plasticidad ósea. Condiciones tales como lesiones nerviosas pueden comprometer la fisiología ósea debido a la inactividad muscular. Estudios previos han demostrado que el daño nervioso reduce la sustancia P y el péptido relacionado con el gen de la calcitonina, también conocidos como neuropéptidos que pueden tener un papel clave en la cicatrización ósea. Este estudio evaluó la oseointegración de los implantes de hidroxiapatita en defectos tibiales de ratas sometidas a la sección del nervio ciático unilateralmente. Doce ratas Wistar se dividieron en dos grupos (G1 y G2). En G1, el nervio ciático se dejó intacto y en el G2 el nervio ciático izquierdo fue completamente seccionado. Un defecto óseo tibial fue creado experimentalmente en ambos grupos y se rellenó con gránulos de hidroxiapatita. Los animales se sacrificaron 2 meses después de la implantación y las muestras fueron sometidas a inspección macroscópica y el análisis histológico. Se observó buena radiopacidad de los gránulos de hidroxiapatita y definición radiográfica del defecto óseo. El análisis histológico reveló neoformación ósea adyacente a los gránulos de hidroxiapatita en G1 y, en menor medida en G2, donde la proliferación de tejido conectivo predominó en el sitio de implante. La neoformación ósea estimulada por hidroxiapatita en defectos óseos se puede esperar incluso en animales con parálisis de los miembros producto de una lesión nerviosa; sin embargo, la formación de hueso se produce a menor velocidad en estos animales y su volumen es menor.