3-D structural changes in subchondral bone and the effect of bisphosphonate intervention in early osteoarthritis / Cambios estructurales tridimensionales del hueso subcondral y el efecto de la intevención con bisfosfonato en la osteoartritis temprana

ABSTRACT

This study aims to observe the 3-D structural changes in subchondral bone and the effects of bisphosphonate intervention in the early unsteady stage of the knee joint. Sixty healthy male New Zealand white rabbits were divided into the model group (n= 24), the bisphosphonate (Bis) group (n= 24), and the control group (n= 12). The rabbits' right knees were used to evaluate the structural changes. The Bis group received subcutaneous injections of bisphosphonate, while the model and control groups received subcutaneous injections of isotonic saline solution. After surgical preparation, the knee joint was dissected for Micro-CT examination, and the Micro-CT results were compared using ANOVA. In the fourth postoperative week, the bone volume fraction (BVF), trabecular number (Tb.N), and trabecular thickness (Tb.Th) of the model group were significantly lower than those of the control group (P<0.01). There was no significant difference between the Bis and control groups. In the twelfth postoperative week, BVF, Tb.Th, and Tb.N of the model group were significantly higher than those of the control and Bis groups (P <0.05). Similarly, bone mineral density was higher in the model group (P <0.01), while the trabecular spacing was significantly lower (P <0.05). In the early unsteady stage of the knee joint, the subchondral bone had markedly decreased, while obvious bone formation was visible in the late stage. Bisphosphonates could protect the subchondral bone structure by inhibiting bone absorption.

RESUMEN

El objetivo fue observar los cambios estructurales en 3-D del hueso subcondral y los efectos de la intervención con bifosfonatos en la etapa temprana de la inestabilidad de la articulación de la rodilla. Sesenta conejos blancos New Zealand machos sanos se dividieron en tres grupos: modelo (n= 24), bisfosfonato (Bis) (n= 24) y control (n= 12). Las rodillas derechas de los conejos se utilizaron para evaluar los cambios estructurales. El grupo Bis recibió inyecciones subcutáneas de bisfosfonato, mientras que los grupos modelo y control recibieron inyecciones subcutáneas de solución salina isotónica. Después de la preparación quirúrgica, la articulación de la rodilla fue disecada para su análisis mediante micro-TC, y los resultados se compararon mediante ANOVA. En la cuarta semana postoperatoria, la fracción del volumen óseo (GVF), el número trabecular (Tb.N) y el espesor trabecular (Tb.Th) del grupo modelo fueron significativamente más bajos que los del grupo control (P <0,01). No hubo diferencia significativa entre los grupos control y Bis. En la semana 12 postoperatoria, BVF, Tb.Th, y Tb.N del grupo modelo fueron significativamente mayores que los del grupo control y Bis (P <0,05). Del mismo modo, la densidad mineral ósea fue mayor en el grupo modelo (P <0,01), mientras que la separación trabecular fue significativamente menor (<0,05 P). En la etapa inestable temprana de la articulación de la rodilla, el hueso subcondral disminuyó notablemente, mientras que la formación ósea obvia fue visible en la etapa tardía. Los bisfosfonatos podrían proteger la estructura ósea subcondral mediante la inhibición de la absorción ósea.