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Stabilité à long terme

La biologie derrière Geistlich Bio-Oss®

10.12.2019
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Coloration des histologies, adsorption et absorption des protéines, ostéoconductivité et résorbabilité – présentation des données biologiques et des résultats cliniques en termes de stabilité durable pour mieux comprendre Geistlich Bio-Oss®.

Prof. Dieter D. Bosshardt | Switzerland

Geistlich Bio-Oss® est une matrice minérale osseuse poreuse naturelle, non antigénique, d’origine bovine qui a été commercialisée il y a plus de 30 ans pour la dentisterie régénérative. Mais quelles sont les caractéristiques de ce produit qui garantit des résultats cliniques stables et durables ? Revenons un peu en arrière et penchons-nous sur la biologie.

Histologies

Lorsque Geistlich Bio-Oss® est traité dans sa forme native pour la production de sections de base non décalcifiées et coloré avec du bleu de toluidine, la coloration est extrêmement pâle (Fig. 1). Un canal de Havers vide est néanmoins visible, formant un macropore entouré d’os lamellaire créé par la biréfringence de l’hydroxyapatite (Fig. 2). Après l’application de Geistlich Bio-Oss® dans un site d’augmentation, une section de base non décalcifiée colorée avec du bleu de toluidine affiche des caractéristiques totalement différentes. Le biomatériau est coloré beaucoup plus intensément que l’os environnant (Fig. 3)1, ce qui indique la présence de matière organique.

Sur la base de cette comparaison, nous pouvons conclure que Geistlich Bio-Oss® a absorbé des composés organiques, tels que les protéines endogènes, qui pourraient améliorer la biofonctionnalité et contribuer à la biocompatibilité. De même, la présence de protéines endogènes peut être observée lors de la coloration de sections décalcifiées avant l’incorporation et la découpe1. En effet, les sections en résine (Fig. 4, bleu de toluidine & fuchsine basique) comme les sections en paraffine (Fig. 5, hématoxyline & éosine) révèlent une coloration légèrement plus sombre de l’os nouveau et des nuances subtiles de bleu et de rouge pour Geistlich Bio-Oss®.

Adsorption et absorption des protéines

L’adsorption des protéines joue un rôle majeur dans la réponse cellulaire initiale à un biomatériau implanté qui est immédiatement recouvert de protéines et d’autres molécules provenant du sang et des liquides tissulaires. L’absorption des protéines endogènes peut être mise en évidence au moyen de l’immunohistochimie à haute résolution avec un anticorps pour les protéines non collagèniques typiques de l’os, dont l’abondance est indiquée par des particules dorées qui deviennent des points noirs sur l’image représentée dans la Figure 6.

Geistlich Bio-Oss® peut également être recouvert au préalable de protéines exogènes ayant une activité biologique. In vitro, Geistlich Bio- Oss® retient les protéines de matrice amélaire (Emdogain®, Straumann AG, Suisse – Fig. 7)2 ainsi qu’Osteogain®3 (Straumann AG, Suisse), formulation liquide d’Emdogain®.

Ces résultats démontrent que Geistlich Bio-Oss® peut servir non seulement de substitut osseux pour combler le défaut osseux et favoriser l’ostéoformation via l’ostéoconduction, mais également de transporteur pour des protéines exogènes ayant une activité biologique.

Ostéoconductivité

De nombreuses études ont démontré l’ostéoconductivité de Geistlich Bio-Oss®4-6. En effet, lorsqu’il est placé près ou à l’intérieur d’un environnement osseux, les ostéoblastes peuvent déposer la matrice osseuse directement sur le biomatériau (Fig. 8).

Résorbabilité

L’une des caractéristiques de Geistlich Bio- Oss® est sa résistance à la résorption4-6. Les particules sont souvent recouvertes par des cellules géantes multinucléées (MNGC) ostéoclastiques dont l’implication a été étudiée7-9. Les ostéoclastes peuvent être marqués pour la phosphatase acide tartrate-résistante (TRAP), une enzyme habituellement – mais pas exclusivement – exprimée dans les ostéoclastes. 

Les MNGC observées sur Geistlich Bio-Oss® placé dans l’os sont constamment positives pour la coloration de la TRAP (Fig. 9). La surface de Geistlich Bio-Oss® sous ces MNGC est majoritairement plate et ne montre pas de signes de résorption (p. ex., lacunes de Howship – Fig. 10). Très rarement, cependant, des concavités peu profondes rappelant des lacunes de Howship sont visibles sous ces MNGC (Fig. 11), ce qui indique une certaine résorption10-13.

Dans la mesure où il n’est pas encore établi dans quelles conditions spécifiques la résorption de Geistlich Bio-Oss® se produit, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Parmi les raisons possibles figurent l’inflammation et le déplacement des particules loin du site d’augmentation, mais d’autres facteurs peuvent également intervenir10-13. Les chercheurs ont par exemple démontré une résorption et un remplacement normaux de Geistlich Bio-Oss® du fait du mouvement dentaire orthodontique14.

Stabilité durable dans la région esthétique

Les échantillons biopsiques humains prélevés après une élévation du plancher sinusien offrent une opportunité idéale pour l’analyse histologique dans la mesure où ils peuvent l’être de manière non invasive. Dans un article récent, Jensen et coll. ont présenté les données histologiques et histomorphométriques issues de 12 échantillons biopsiques prélevés sur dix patients 14 à 80 mois après la mise en place d’un implant dentaire avec augmentation simultanée des contours15.

Avant cette publication, aucune donnée histologique humaine n’était disponible pour documenter les réactions tissulaires aux procédures d’augmentation osseuse avec de l’os autologue et avec Geistlich Bio-Oss®. La plus grande partie des particules xénogéniques était incorporée dans l’os mature et aucune réaction inflammatoire n’a été observée. En moyenne, 40,6 % du site augmenté était occupé par l’os, 32,0 % par Geistlich Bio-Oss®, 27,4 % par les tissus mous (Fig. 12), et il n’y avait pas de tendance vers une diminution de la proportion de Geistlich Bio-Oss® dans le temps. De plus, 70,3 % de la surface des particules de Geistlich Bio-Oss® était recouverte d’os (ce qui représente l’ostéoconductivité – Fig. 13).

Ces données démontrent les conditions stables durables et étayent les données cliniques et radiographiques antérieures indiquant des tissus mous péri-implantaires stables jusqu’à neuf ans, avec une paroi osseuse vestibulaire intacte dans 95 % des cas16-19. Les données indiquent également que ni la présence de MNGC ni leur coloration positive pour la TRAP ne sont corrélées au taux de résorption.

Très récemment, des échantillons biopsiques avec Geistlich Bio-Oss® prélevés sur un patient 20 ans après l’élévation du plancher sinusien ont fait l’objet d’une analyse histologique20. Les résultats montrent que les particules de Geistlich Bio- Oss® et les MNGC sont encore présentes après 20 ans (Fig. 14-16), les particules étant incorporées dans l’os trabéculaire présentant une moelle osseuse mature.

Prof. Dieter D. Bosshardt

Prof. Dieter D. Bosshardt | Switzerland

Robert K. Schenk Laboratorio di istologia orale
Scuola di odontoiatria, Università di Berna

 

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