Utilización de células madre adiposas en procesos de regeneración ósea guiada en defectos de tamaño crítico de la cortical vestibular

Abstract

La colocación de implantes se ve limitada en ocasiones por defectos del reborde alveolar debidos principalmente a extracciones traumáticas, procesos infecciosos de los dientes o bien a la reabsorción ósea que tiene lugar tras su extracción. La asociación de los procedimientos de regeneración ósea guiada con técnicas de ingeniería tisular que utilizan células madre en combinación con proteínas que contienen moléculas bioactivas, tiene como objetivo regenerar los defectos óseos con un resultado similar al conseguido por los injertos de hueso autólogo. OBJETIVOS: Determinar el porcentaje de tejido óseo neoformado en defectos críticos de la cortical vestibular mandibular regenerados con un material fosfocálcico (β Fosfato tricálcico, β-TCP) recubierto de fibronectina (Fn) y células madre autólogas de origen adiposo (ADSCs) (β-TCP-Fn-ADSCs) de forma previa o simultánea a la colocación de implantes dentales y compararlo con el obtenido usando un material fosfocálcico sólo (β-TCP) o bien recubierto con fibronectina (β-TCP-Fn), a los tres meses de cicatrización. Asimismo se determinó el porcentaje de hueso en contacto con la superficie de un implante dental en defectos críticos de la cortical vestibular regenerados con los mismos sustitutos óseos a los tres meses de cicatrización. MATERIAL Y MÉTODO: Se efectuaron dos estudios experimentales en 18 perros Beagle, que fueron aprobados por el Comitè Ètic D ́ Experimentació Animal (CEEA 227-109) de la Universitat de Barcelona. Los procedimientos se dividieron en dos fases. En un primer acto quirúrgico se realizaron las exodoncias de ambas hemimandíbulas así como la obtención de la grasa abdominal a partir de la cual se extraerían las células madre adiposas. En la segunda fase quirúrgica se llevó a cabo la creación de cuatro defectos críticos de tipo dehiscencia en cada hemimandíbula que serían regenerados de forma aleatoria con un material fosfocálcico con diferentes tipos de recubrimiento (β-TCP-Fn-ADSCs, β-TCP-Fn, β-TCP), dejando un defecto vació a modo de control. En una hemimandíbula de cada perro se colocó un implante dental en cada defecto de forma simultánea a los procedimientos regenerativos. Los perros se dividieron en tres grupos de estudio que se sacrificaron a 1, 2 o 3 meses del postoperatorio (T1, T2 y T3). Se comprobó la normalidad de las distribuciones mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Se calcularon las medias y las desviaciones estándar de los parámetros analizados en el estudio histomorfométrico de las muestras. Las diferencias de las variables histomorfométricas entre el grupo control y los tres grupos de estudio (β-TCP, β-TCP-Fn y β-TCP-Fn-ADSC) en T1, T2 y T3 fueron evaluados con el análisis de la varianza (ANOVA) y las diferencias entre los datos en T1, T2 y T3 con la prueba t-Student para muestras apareadas. Se estableció un valor de significación estadística de p< 0,05. Resultados: El porcentaje de tejido óseo neoformado en defectos críticos de la cortical vestibular tratado con β-TCP-Fn-ADSCs no fue superior al registrado con β-TCP sólo o recubierto con fibronectina (β-TCP-Fn). Asimismo, ninguno de los tres grupos estudio se mostraron superiores frente a los defectos control en los tres tiempos analizados. Los implantes regenerados con β-TCP-Fn-ADSCs no sólo no mejoró los índices de BIC a lo largo de los tres meses de cicatrización frente al resto de defectos sino que incluso registró valores estadísticamente inferiores a los defectos tratados con β-TCP-Fn o al defecto control a los dos meses de cicatrización (p=0,041 y p=0,012). Sin embargo, la utilización de células madre adiposas y fibronectina recubriendo un material fosfocálcico mantuvo el espacio regenerado de forma más eficiente a los tres meses de cicatrización. Conclusiones: La combinación de células madre adiposas con fibronectina como recubrimiento de un biomaterial fosfocálcico en procedimientos regenerativos de defectos de tipo dehiscencia no parece incrementar el porcentaje de tejido óseo neoformado así como de aposición ósea en la superficie de implantes. No obstante, mantiene el espacio regenerado de forma más eficiente a los tres meses de cicatrización con respecto al resto de grupos.

The aim of both experimental studies was to assess bone regeneration potential as well as percentage of BIC (bone implant contact) in three-wall critical size defects of vestibular cortical bone after tooth extraction and implant placement, using a ceramic biomaterial (β-tricalcium phosphate β-TCP) alone or coated with fibronectin (β-TCP-Fn), or the combination of fibronectin and ADSCs (β-TCP -Fn-ADSCs) as compared with a control defect (without biomaterial filling) after three months of healing. MATERIAL AND METHOD: Both studies were carried out on 18 Beagle dogs. They were approved by the Committee of Animal Experimentation (CEEA 227-109) of the University of Barcelona. Four critical dehiscence defects were created in both hemiarches that were randomly regenerated with a different phosphocalic material (β-TCP-Fn-ADSCs, β-TCP-Fn, β-TCP). One defect was left empty as a control. A dental implant was placed simultaneously to the regenerative procedures in each defect of one hemiarch. The animals were divided into three groups according to the time of euthanasia (1, 2, or 3 months of healing). The differences in the histomorphometric variables between the control group and the three study groups (β-TCP, β-TCP-Fn and β-TCP-Fn-ADSC) at T1, T2 and T3 were evaluated with the analysis of variance (ANOVA) and the differences between data at T1, T2 and T3 with the Student's t-test for paired samples. RESULTS: The percentage of neoformed bone as well as BIC in critical size defects of vestibular cortical bone treated with β-TCP-Fn-ADSCs was not statistically superior than that registered with β-TCP alone or coated with fibronectin (β-TCP-Fn). Likewise, none of the three study groups were superior to the control defects in the three evaluated times. However, the use of adipose stem cells and fibronectin coating a phosphocalcium material maintained the regenerated space more efficiently after three months of healing. CONCLUSIONS: The combination of adipose stem cells with fibronectin as a coating of a phosphocalcium biomaterial in regenerative procedures of dehiscence type defects does not seem to increase the percentage of neoformed bone tissue as well as bone apposition on the implant surface. However, it maintains the regenerated space more efficiently after three months of healing compared to the other groups.