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Implant Tribune Italian Edition

22 Implant Tribune Italian Edition - Marzo 2015Speciale Regeneration SR << pagina 21 Ilprotocollocorrentesipuòdividerein tre fasi: – la pianificazione virtuale e la pro- gettazionedimisuradelloscaffold; – la realizzazione dello scaffold su misura; – la chirurgia ricostruttiva. Il protocollo offre numerosi benefi- ci: l’ambiente virtuale permette una precisa pianificazione preoperatoria; si risparmia tempo intraoperatorio, in quantononèpiùnecessariomodellare lo scaffold per adattarlo al difetto in- fraosseo (come accadeva con le proce- dure chirurgiche convenzionali). L’ap- proccio offre una precisa impalcatura a livello anatomico, con il beneficio di incrementare la stabilità e di ridurre i tempi operatori. Un altro vantaggio di questa tecnica è l’accurata ripro- duzione del contorno mascellare del paziente, diminuendo la quantità di materiale da innesto richiesta per la convenzionale rigenerazione ossea. La tecnica CAD/CAM sfortunatamente presenta al momento alcuni limiti. Il primoèdimensionale,edèrelativoalla massima dimensione dello scaffold (12 mm in altezza e 10 mm in larghezza). Ilsecondoèrelativoallapresenzadire- stauri metallici in prossimità dell’area edentula, poiché la presenza di arte- fatti può complicare il procedimento CAD e il design dello scaffold fatto su misura. Infine, lo scaffold è progetta- to per essere posizionato nell’area del difetto, ma non in contatto con radici residue.Inparticolare,loscaffoldèpro- gettato per avere almeno una distanza di 2 mm dal dente adiacente. Questa distanza viene decisa durante il proce- dimento CAD; talvolta la presenza di spazi stretti e parziali esposizioni radi- colaripossonorappresentareunlimite all’utilizzo di questa tecnica20 . Materiali e metodi Obiettivo della revisione Gli scaffold porosi e sintetici hanno attirato una notevole attenzione nel campo della ricostruzione del tessuto osseo, grazie alla possibilità di pro- gettare ogni singola caratteristica per adattare il materiale a ogni specifica situazione clinica, specialmente nei casi di insufficiente quantità di osso autologo disponibile. La possibilità di progettare la struttura esterna (uti- lizzando la tecnica CAD/CAM) può rappresentare un ulteriore vantaggio rispetto ai materiali eterologhi per adattarsi ai differenti difetti ossei. La scelta dell’idrossiapatite è dovuta all’eccellente biocompatibilità, oste- conduttività e proprietà meccaniche rispetto agli altri materiali di origine sintetica. L’obiettivo della revisione è in primo luogo di verificare le ottime proprietà meccaniche e biologiche dell’HA in vitro ed in vivo, confrontate con quelle degli altri materiali sinteti- ci. In secondo luogo, viene valutata la tecnica CAD/CAM utilizzando scaffold di idrossiapatite porosa, per stimare la sua reale efficienza attraverso valuta- zioni cliniche e radiologiche. Strategia di ricerca È stata condotta una ricerca sistema- tica della letteratura sul database elet- tronico della National Library of Medi- cine (Biblioteca nazionale di Medicina) (PubMed®, MEDLINE®), ricercando gli articoli più rilevanti riguardanti l’o- biettivo della revisione. La ricerca è stata limitata ad articoli pubblicati in lingua inglese, tra gennaio 1985 e ago- sto2013,ricercandoancheiriferimenti degli articoli selezionati. Selezione dello studio I criteri di inclusione selezionati per la corrente revisione sistematica sono: 1) la valutazione istologica dell’effet- tiva biocompatibilità e osteocon- duttività dell’idrossiapatite porosa in vivo e in vitro; 2) la valutazione delle proprietà mec- caniche di HA in relazione alla sua porosità; 3) il confronto nella valutazione delle proprietà meccaniche e biologiche di diversi biomateriali al fine di valutare dove l’idrossiapatite è pre- feribile in relazione alle differenti situazioni cliniche; 4) la valutazione clinica e radiologica della precisione del tecnica CAD/ CAM. Risultati e discussione Piattelli e collaboratori nel 199421 sono stati i primi a indagare la biocompati- bilità degli innesti di HA in vivo. Venti impianti rivestiti di HA sono stati in- seriti nei femori di coniglio e rimossi dopo 6 mesi; successivamente i dati sono stati analizzati con LSM (micro- scopio a scansione laser). In tutti i cam- pionisieraformatouncontattointimo tra osso e HA, in alcune porzioni l’osso mineralizzato era a contatto diretto con l’HA, mentre in altre porzioni era presente un sottile strato basofilo non mineralizzato tra osso e l’HA. L’LSM ha mostrato una fluorescenza presente in molte aree dell'interfaccia osso-HA, sia nelle lacune degli osteociti sia all’inter- nodelrivestimento.Siipotizzòdunque che si fosse formato un legame biologi- co tra osso e HA. In seguito, molti studi hannoconfrontatoleproprietàbiologi- che e meccaniche di HA in vivo rispet- to ad altri biomateriali utilizzati come Fig. 3 - Ricostruzione volumetrica tridimensionale del difetto osseo presente a livello del mascellare superiore sinistro. innesto in chirurgia rigenerativa. In un interessante studio, nel 2005 Hollister et al.22 analizzarono scaffold sintetici per valutare se le loro proprie- tà meccaniche erano compatibili con i tessuti cranio-facciali e se potevano sostenere la rigenerazione ossea nelle ricostruzioni cranio-facciali. Hanno valutato se l’architettura interna di questi materiali potesse raggiungere elasticità e permeabilità compatibili con quelle dei tessuti craniofacciali e se la forma esterna progettata potesse corrispondere all’anatomia cranio- facciale. Questi scaffold possono esse- re fabbricati con una vasta gamma di biomateriali, tra cui titanio, polimeri degradabili e ceramiche di fosfato di calcio. Prove meccaniche hanno mo- strato che questi scaffold presentano un modulo di compressione che va dai 50 ai 2900 MPa, e la resistenza alla compressione varia da 2 a oltre 56 MPa, il che corrisponde perfettamente alle proprietà meccaniche ed elastiche dell’osso trabecolare cranio-facciale umano. Nei test in vivo, gli scaffold progettati hanno dimostrato di poter sostenere la rigenerazione ossea in un modello murino veicolati da BMP -7. Scaffold di idrossiapatite con diametro diporichevannoda400-1200micron sono stati impiantati in difetti man- dibolari di topi per 6 e 18 settimane. I risultati hanno mostrato una sostan- ziale crescita interna dell'osso (tra 40 -50% a 6 settimane , tra il 70-80% a 18 settimane) per tuttigli scaffold, con nessuna differenza significativa in basealdiametrodeiporioalmateriale. Lo scopo dello studio di Malmström et al. nel 200723 è stato quello di valutare gli effetti della composizione interna e della topografia di superficie del mate- riale sulla crescita ossea e sul contatto innesto-osso. Sono stati utilizzati scaf- folddizirconia(ZrO2)eHAconidentica macroporosità. Gli scaffold sono stati impiantati nella tibia di coniglio (osso corticale) e nel femore (osso trabecola- re). Dopo 6 settimane dall’innesto, la risposta dei tessuti è stata valutata con esame istologico e istomorfometrico. I risultati hanno mostrato significa- tivamente maggior contatto osseo e maggiore crescita ossea in scaffold di idrossiapatite rispetto a quelli in zir- conia. La topografia superficiale non sembra aver avuto un ruolo deter- minante sulla formazione di un con- tatto osseo, indipendentemente dal materiale. Questo è stato osservato in entrambi i siti, sia di osso corticale che trabecolare. Questo studio suggerisce che la differenza nella formazione di un contatto osseo più stabile e sulla formazione di una maggiore quantità diossosiadovutaaunadifferenzanel- la composizione chimica interna dei due biomateriali. In un altro studio del 200924 , scaffold di ZrO2 e HA sono stati entrambi col- locati nella mascella di 12 soggetti, uti- lizzando un protocollo di randomizza- zione. Dopo 3 mesi di guarigione, sono state effettuate biopsie comprendenti sia gli scaffold che il tessuto osseo cir- costante.Lebiopsiesonostateprepara- te per le analisi istologiche e istomor- fometriche tramite microscopia ottica e microscopia elettronica a scansione (SEM). La guarigione clinica è stata re- golare in tutti i casi. Gli scaffold micro- porosi di HA hanno rivelato quattro voltemaggiorcrescitaosseaesettevol- te maggiore contatto osso rispetto agli scaffold di ZrO2. I risultati mostrano che la chimica e microporosità di HA promuove una maggiore crescita os- sea e contatto osseo rispetto a scaffold di ZrO2 in modelli umani. Park et al. nel 200925 hanno confronta- to N-HA (New-HA) derivato da gallina utilizzato da solo o in combinazione con solfato di calcio (CS), con un sosti- tuto osseo commerciale, osso bovino deproteineizzato (Bio-Oss®). Sono stati creati nella calvaria di 56 ratti difetti di dimensioni critica. Gli animali sono stati divisi in quattro gruppi: 1) difetti non trattati; 2) trattati con innesti di N-HA; 3) innesti BIO-OSS®; 4) innesti di N-HA/CS. La percentuale di osso nuovo formato è stata valutata istomorfometrical- mentedopo6e12settimane.Ilgruppo N-HAhaespressomaggiorformazione di nuovo osso rispetto ad altri gruppi a 6 e 12 settimane. Warnkeetal.nel201026 hannovalutato la biocompatibilità in vitro di scaffold di HA e b-TCP utilizzando la tecnica CAD/CAM. In questo studio è stato analizzato il comportamento degli osteoblastiumanisuHAeb-TCP,utiliz- zando come controllo un gruppo trat- tato con Bio-Oss®. La biocompatibilità è stata valutata mediante microscopia elettronicaascansioneemicroscopiaa fluorescenza.Entrambigliinnestisono stati colonizzati da osteoblasti umani, ma sono stati evidenziate più cellule a contatto con gli scaffold HA. Le analisi al microscopio a fluorescenza hanno evidenziato maggior biocompatibilità di HA rispetto ai campioni Bio-Oss®, mentre Bio-Oss® è risultato essere più compatibile di b-TCP. Un recente studio di Kwon27 , ha analiz- zato in vitro (test di adesione cellulare) e in vivo (test di impianto sulla tibia di coniglio) la biocompatibilità di scaf- fold di HA solid freeform fabrication (SFF) e polymer replication method (PRM) con il 45% di porosità. I risultati hanno mostrato che scaffold di idros- siapatite fabbricata con metodica SFF non avevano alcun effetto negativo, né in vitro come citotossicità ed emo- lisi, né in vivo come irritazione, sensi- bilizzazione e l'innesto. Sia di tipo SFF e tipo PRM, erano simili in termini di adesione dell’interfaccia scaffold-osso. Tuttavia gli scaffold fabbricati con me- todica SFF sono una nuova tecnologia utilizzata per produrre gli oggetti di forma complessa direttamente da file CAD. La media del carico massimo di uno scaffold SFF (169 N) è maggiore di quella di uno PRM (153 N). >> pagina 23 Fig. 4 - Innesto osseo di idrossiapatite costruito mediante sistema CAD/CAM. Fig. 5 - Innesto osseo di idrossiapatite CAD/CAM inserito a livello del difetto osseo. Figg. 6, 7 - Simulazione della ricostruzione volumetrica con contemporaneo inserimento dell’impianto e nell’ innesto di idrossia- patite nel difetto osseo.

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