Πειραματική μελέτη της επίδρασης συμπυκνώματος αιμοπεταλίων στη διατατική οστεογένεση

Abstract

Distraction osteogenesis is a minimally invasive surgical technique which aims to achieve skeletal expansion and has become the standard treatment method for many deformities. The technique offers unique clinical benefits which include the possibility of large magnitude of bone advancement, simultaneous soft-tissue histogenesis and decreased risk of damaging adjacent nerves and tooth buds. Furthermore, distraction osteogenesis is less invasive compared to orthoganthic surgery, requires shorter operating time and eliminates donor site morbidity. Platelet-rich plasma (PRP) is a normal autogenous blood clot that contains a highly concentrated number of platelets and enhances hard and soft tissue healing. As an autologous material das not cause neither transmissible diseases nor hypersensitivity reactions. Platelets have internal vesicles which are composed of three types of granules: lysosomal, dense and alpha. The α-granules contain incomplete protein and bio-inactive growth factors such as PDGF, TGF-β, IGF-I, PDEGF, VEGF and PF-4. The activation of PRP induces migration of the α-granules to the cell surface, where the membrane of the α-granules fuses to the platelet surface membrane. The purpose of this study was to evaluate the effect of PRP in the bone regenerate produced by mandibular DO in a rabbit model with and without a latency phase. Twelve male adult rabbits were used in this study. The animals were randomly divided into two groups, surgery was performed on both angles of each rabbit’s mandible and same distraction devices were placed at both sides of the mandible. Prior to surgery blood was withdrawn from each animal through ear central vein, for PRP preparation by a two-step centrifugation technique. PRP was applicated in the osteotomy gap immediately after the placement of distraction device in one side of the mandible while the other side was the control. In group A, distrtraction was initiated immediately after surgery. The rate of distraction was 0,9mm with a rhythm of 3 times per day for a period of 6 days. This was followed by a consolidation period of 14 days. In group B distraction was initiated after a 5 day latency period. The distraction protocol was the same as group A. The animals were sacrificed and specimens were harvested for clinical, radiological and histologic evaluation. New bone was generated in the distraction zone in all animals. Digital radiographs were made of all specimens. There were statistically significantly higher opacity of the newly formed bone in the experimental side of group B compared to control side and experimental side of group A (p<0,05). No significant differences in mean density of newly formed bone were found between experimental and control side in group A (p>0,05). Higher opacity were found in the experimental side of group B, followed by the experimental side of group A, the control-side of group B and finally by the control-side of group A. Histologic analysis of all specimens showed new bone regenerate. Bone trabeculae and osteoblasts were more prominent in experimental side of group B compared to control side and both sides (experimental and control) of group A. These results indicate that PRP can have a positive effect on bone regeneration during DO especially when PRP is combined with a latency period.

Η διατατική οστεογένεση (ΔΟ) αποτελεί μια από τις πλέον σύγχρονες τεχνικές στην αποκατάσταση οστικών ελλειμμάτων και δυσμορφιών. Στα πλεονεκτήματα της τεχνικής περιλαμβάνονται η δυνατότητα μεγάλου εύρους μετακινήσεων των οστικών τμημάτων και η ταυτόχρονη ιστογένεση των μαλακών ιστών, καθώς και ο μειωμένος κίνδυνος βλάβης γειτνιαζόντων νεύρων και οδοντικών σπερμάτων. Συγκριτικά με την ορθογναθική χειρουργική πρόκειται για λιγότερο επεμβατική τεχνική με μικρότερη νοσηρότητα. Το πλάσμα πλούσιο σε αιμοπετάλια (ΠΠΑ), όπως και η ΔΟ, αποτελεί επίσης μια από τις τελευταίες εξελίξεις στην ιστική μηχανική. Πρόκειται για μια αυτόλογη ουσία που περιέχει υψηλή συγκέντρωση αιμοπεταλίων σε σχέση με το ολικό αίμα και επάγει την επούλωση των σκληρών και μαλακών ιστών. Τα αιμοπετάλια στο εσωτερικό τους περιέχουν κυστικούς και άλλους σχηματισμούς, μεταξύ των οποίων τα α-κοκκία. Αυξητικοί παράγοντες σε ανενεργή μορφή περιέχονται στα α-κοκκία, μεταξύ των οποίων είναι οι PDGF, TGF-β, IGF-I, PDEGF, VEGF και ο PF-4. Οι παραπάνω αυξητικοί παράγοντες, μετά την ενεργοποίηση του ΠΠΑ, διαχέονται εντός του τραύματος και ασκούν τη δράση τους. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η αξιολόγηση της πιθανής βελτίωσης του νεόπλαστου οστού από την επίδραση του ΠΠΑ σε ΔΟ με ή χωρίς λανθάνουσα περίοδο, που πραγματοποιήθηκε σε γνάθους σκελετικά ώριμων κουνελιών. Δώδεκα αρσενικά, σκελετικά ώριμα κουνέλια χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη. Τα πειραματόζωα χωρίσθηκαν τυχαία σε δύο ομάδες. Όλα τα ζώα υποβλήθηκαν σε αμφοτερόπλευρη ΔΟ της κάτω γνάθου αντίστοιχα προς τη γωνία της. Πριν τη χειρουργική επέμβαση γινόταν αιμοληψία, είτε από την κεντρική φλέβα του ωτός, είτε από την έξω σαφηνή φλέβα, με σκοπό την παρασκευή ΠΠΑ μετά από δύο διαδοχικές φυγοκεντρήσεις. Αμέσως μετά την χειρουργική επέμβαση, πριν τη συρραφή του τραύματος, το ΠΠΑ τοποθετούνταν στην περιοχή της οστεοτομίας, στη μια πλευρά της γνάθου, ενώ η άλλη πλευρά ήταν η πλευρά-μάρτυρας. Στην Α΄ομάδα η έναρξη της διάτασης έγινε αμέσως μετά τη χειρουργική επέμβαση. Η ταχύτητα της διάτασης ήταν 0,9mm και ο ρυθμός ήταν 3 φορές την ημέρα. Η συνολική διάρκεια της διάτασης ήταν 6 ημέρες. Στη συνέχεια ακολούθησε περίοδος ακινητοποίησης 14 ημερών. Στη Β΄ομάδα η έναρξη της διάτασης έγινε μετά από λανθάνουσα περίοδο 5 ημερών. Το πρωτόκολλο της διάτασης ήταν ίδιο με το αντίστοιχο της Α΄ομάδας. Μετά το τέλος του πειράματος, τα πειραματόζωα θανατώθηκαν και ελήφθησαν τα παρασκευάσματα. Αξιολογήθηκαν με κλινικά, ακτινογραφικά και ιστολογικά κριτήρια. Σε όλα τα παρασκευάσματα, μακροσκοπικά παρατηρήθηκε σχηματισμός νεόπλαστου οστίτη ιστού, αν και σε δύο πειραματόζωα της Α΄ομάδας και σε ένα της Β΄ ομάδας παρατηρήθηκαν μικρής έκτασης οστικά ελλείμματα. Και στις δύο ομάδες η μέση τιμή της ακτινογραφικής πυκνότητας των παρασκευασμάτων στην πειραματική πλευρά ήταν μεγαλύτερη από την αντίστοιχη τιμή στην πλευρά-μάρτυρα. Όμως η διαφορά μεταξύ των δύο μέσων τιμών ήταν στατιστικώς σημαντική μόνο στη Β΄ομάδα (p<0,05). Η μέση τιμή της ακτινογραφικής πυκνότητας των παρασκευασμάτων της πειραματικής πλευράς στη Β΄ομάδα ήταν μεγαλύτερη από την αντίστοιχη τιμή των παρασκευασμάτων της πειραματικής πλευράς της Α΄ομάδας και η διαφορά τους ήταν στατιστικά σημαντική (p<0,05). Μεγαλύτερη μέση τιμή ακτινογραφικής πυκνότητας ανευρέθηκε στην πειραματική πλευρά της Β΄ομάδας, ακολουθούμενη κατά σειρά από την πειραματική πλευρά της Α΄ομάδας, την πλευρά-μάρτυρα της Β΄ομάδας και τέλος την πλευρά-μάρτυρα της Α΄ομάδας. Τα ιστολογικά ευρήματα ήταν ανάλογα με τα ακτινολογικά ευρήματα. Στα παρασκευάσματα της πειραματικής πλευράς της Β΄ομάδας παρατηρήθηκαν πιο έντονα στοιχεία οστεοποίησης (μεγαλύτερος αριθμός οστικών δοκίδων και οστεοβλαστών) σε σχέση με την πλευρά-μάρτυρα της ίδιας ομάδας, αλλά και με όλα τα παρασκευάσματα της Α΄ομάδας τόσο στην πειραματική όσο και στην πλευρά-μάρτυρα. Από τα παραπάνω ευρήματα είναι φανερό ότι το ΠΠΑ μπορεί να έχει θετική επίδραση στη ΔΟ, ιδιαίτερα όταν η ΔΟ πραγματοποιείται με μη μηδενική λανθάνουσα περίοδο.