Efecto del Calcio y del Flúor en la Osteoinducción

Efecto del Calcio y del Flúor
en la Osteoinducción
Juárez, Rolando P.1 - Sánchez Negrette, Marcial M.2 - Lucas, Oscar N.1
1. Cátedra de Fisiología Humana - Facultad de Odontología - UNNE
Sargento Cabral 2001 - (3400) Corrientes - Argentina
Tel.: +54 (03722) 420996 / Fax: +54 (03722) 433638
2. Cátedra de Patología General y Sistemática - Facultad de Ciencias Veterinarias - UNNE.
Sargento Cabral 2139 -(3400) Corrientes - Argentina.
ANTECEDENTES
Ha sido ampliamente demostrado que la implantación de matriz ósea desmineralizada en sitios heterotópicos
provoca la formación de hueso endocondral en un lapso de entre 21 y 30 días (1, 2-5). Este proceso de
osificación en tejidos blandos, involucra una serie de eventos celulares y moleculares, con la siguiente
secuencia: 1) formación del coágulo sanguíneo; 2) fase inflamatoria transitoria; 3) quimiotaxia y adhesión de
las células osteoprogenitoras inducibles a la matriz implantada; 4) proliferación de las células progenitoras; 5)
diferenciación celular que resulta en la formación de cartílago, hueso y medula hematopoyética (6, 7). Existen
efectos biológicos antagonistas y sinergistas entre los diferentes componentes de la matriz que inducen,
amplifican y mantienen la osteoinducción, angiogénesis, osteogénesis, remodelación ósea y hematopoyesis. En
estos mecanismos juegan un rol importante los factores locales polipeptídicos de crecimiento, que mediante
una acción paracrina y/o autocrina ejercen su actividad sobre las células que participan en el proceso de
osteoinducción (8, 9).
El equlibrio de la masa ósea es el resultado de la interacción entre factores endógenos (genéticos, endócrinos)
y exógenos (nutrición, actividad física). Entre los factores nutritivos, el calcio es uno de los determinantes más
importantes del volumen, estructura, capacidad biomecánica y densidad ósea (10, 11).
Por su parte, la administración farmacéutica de flúor también es efectiva para aumentar la masa mineral ósea y
lo realiza mediante una acción osteogénica. La estimulación de la formación de hueso se debe a su acción
mitogénica sobre la línea celular del osteoblasto (12, 13).
El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial osteoinductivo de la SOIc (sustancia ósea integral
concentrada) con la adición de calcio y flúor en tejidos extraesqueléticos, mediante su implantación en el
tejido subcutáneo de la rata.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los materiales utilizados en este trabajo de investigación fueron: SOIc en comprimidos de 830 mg (Totalos
Plus) del Instituto Sidus S.A. (Buenos Aires, Arg.), Calcio (Ca) como carbonato de calcio en comprimidos de
1250 mg (Calcio Base) del Laboratorio Dupomar, y Flúor (F) como fluoruro de sodio en comprimidos de
202.21 mg (Fluordent) de Microsules Argentina S.A.
Un comprimido de SOIc se trituró con mortero y pilón hasta obtener un polvo; el mismo se mezcló, hasta
obtener una pasta de consistencia adecuada para poder ser transportada a la herida experimental, con:
a. 0.8 ml de solución fisiológica (SF).
b. 2.21 mg de Ca y 0.8 ml de SF.
c. 2.21 mg de F y 0.8 ml de SF.
A los efectos de demostrar la reproducibilidad de la metodología de transporte de la materia a imlantarse se
pesó veinte veces en balanza de precisión, la cantidad del contenido de un transportador de amalgama, que se
utilizó para depositar el material. Se obtuvo un término medio de 0.037 gr ± 0.0027 DS.
Los sujetos experimentales utilizados fueron trescientas veinte (320) ratas Wistar machos de entre 150 y 200
gr de peso corporal, que fueron separadas en grupos controles y experimentales, según diseño experimental
(Tabla I).
Las ratas fueron anestesiadas con éter, y quirúrgicamente se realizó en el área pectoral un sobre subcutáneo
donde se introdujo el material, en la cantidad establecida anteriormente y llevado al bolsillo quirúrgico
mediante el transportador de amalgama. Luego se procedió a la sutura del área quirúrgica con puntos
separados.
Como grupos controles se utilizaron ratas implantadas con SOIc mezclada con 0.8 ml de solución fisiológica
(SF), y para evaluar las respuestas tisulares al manipuleo quirúrgico, a un grupo de ratas (Sham) se les
realizaron incisiones, imitando todo el procedimiento quirúrgico, pero sin la implantación del material.
Las ratas se sacrificaron, con una sobredosis de éter, a los 2, 5, 10, 15, 30, 60, 90 y 120 días. Las áreas
implantadas fueron obtenidas mediante biopsias excisionales, fijadas en solución bufferada de formol al 10%,
procesadas para inclusión en parafina, y coloreadas con H & E y con tricrómica de Masson para su posterior
evaluación histopatológica.
Tabla I. Diseño Experimental
Tiempo de
Implantación
Grupos Experimentales
__________________
Ca
F
Grupos Controles
_____________________
SOIc + SF
Sham
80*
80*
80*
80*
2
10
10
10
10
5
10
10
10
10
10
10
10
10
10
15
10
10
10
10
30
10
10
10
10
60
10
10
10
10
90
10
10
10
10
120
10
10
10
10
* Número de ratas biopsiadas
SOIc =
Ca =
F=
SF =
Sustancia Osea Integral concentrada
Calcio
Flúor
Solución Fisiológica
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La respuesta tisular a la implantación del material a los 2, 5, 10 y 15 días, en todos los grupos implantados,
estuvo caracterizada por una reacción inflamatoria purulenta central, rodeada por tejido de granulación. Las
células inflamatorias predominantes fueron los neutrófilos; también se apreciaron macrófagos y células
gigantes multinucleadas a cuerpo extraño en cercanías de los componentes de la SOIc, el Ca y el F.
A los 30, 60, 90 y 120 días, en todos los grupos implantados, se observó el establecimiento de un proceso
inflamatorio crónico proliferativo , estando compuesto por un tejido de granulación con predominio de
células inflamatorias y proliferación vascular.
Dentro de los grupos implantados, la extensión mayor del área de reacción tisular fue la de los grupos SOIc +
F y SOIc + Ca, y la menor la del grupo SOIc + SF.
El volumen de las áreas reaccionales se redujo apreciablemente a los 120 días, manteniéndose la diferencia
encontrada entre los grupos analizados.
A partir de los 30 días, en todos los grupos implantados, se observó la formación de una banda fibrosa
compuesta por fibras colágenas circundando al material implantado y la inflamación crónica proliferativa
asociada. Dicha cápsula fibrosa tenía espesores diferentes para cada grupo implantado, siendo mayor en los
grupos SOIc + F y SOIC + Ca, y menor en el grupo SOIc + SF. Además en los grupos con Ca y F, el número
de células inflamatorias era importante, dentro y en los tejidos circundantes a la membrana fibrosa.
A los 120 días, en ningún grupo implantado, hubo evidencia de formación de tejido óseo u osteoide.
En el grupo Sham, a los 2 días de implantación la reacción inflamatoria fue leve. Entre los 5 y 10 días se
constituyó la fase de proliferación de la cicatrización caracterizada por la presencia de tejido de granulación.
A partir de los 15 días se inició la organización de la cicatriz; a los 30 días se observó una matriz colágena
densa. A los 60 días los tejidos recuperaron su arquitectura histológica normal.
La incompatibilidad biológica de la SOIc y su incapacidad osteoinductiva, cuya implantación en tejidos
blandos provoca una reacción inflamatoria crónica de tipo granulomatosa, ya fue demostrada en
investigaciones preliminares (14).
Los procesos reactivos de la cicatrización son influenciados por las propiedades físicas y químicas de los
materiales implantados. Al ser implantados subcutáneamente en ratas, el flúor y el calcio demostraron ser
irritantes, en el caso del flúor provocó una reacción inflamatoria severa con la formación de microabscesos,
mientras que con el calcio la reacción tisular fue moderada; en ambos casos los materiales y la reacción
asociada fueron rodeados por una gruesa cápsula fibrosa inflamatoria (15).
Es indiscutible que la mayor extensión de las áreas reaccionales en los grupos SOIc + F y SOIc + Ca, se debió
a las cualidades irritantes de estos materiales, incrementando la provocada por la SOIc.
El apreciable espesor de la cápsula y la presencia de células inflamatorias en la misma, en los grupos SOIc +
Ca y SOIc + F, demuestra el alto grado de irritabilidad surgido de la combinación de esos materiales.
Matkovic cuestionó la administración de calcio en mujeres postmenopausicas osteoporóticas por ocasionar
hipercalcemia y calcificaciones metastásicas a nivel de tejidos blandos, debido a que la retención del calcio en
el tejido óseo es mínima en esta etapa de la vida de la mujer; por el contrario, aconsejó un aumento de su
ingesta durante la niñez y adolescencia, debido a que la activa remodelación ósea a esas edades, necesita un
balance positivo de calcio para la consolidación del esqueleto (16). En base a este concepto se decidió la
incorporación adicional de calcio a la SOIc, ante un eventual efecto sobre la remineralización del nuevo
hueso, cosa que no se produjo por la falta de osteogénesis.
Mohr y Kragstrup estudiaron la influencia del flúor en el proceso básico de la osificación, mediante la
implantación intramuscular en ratas de polvo de hueso desmineralizado y la administración de flúor con el
agua de bebida, concluyendo que el flúor induce alteraciones cuantitativas en la formación ósea ectópica,
aumentando la superficie y densidad del hueso producido (17). Al no haberse formado osteoblastos por la
falta de capacidad osteoinductiva de la SOIc, no se pudo determinar el efecto de la aplicación local del flúor
en la respuesta osteogénica, pues su mecanismo de acción es la estimulación directa de los osteoblastos (18).
CONCLUSIÓN
El agregado de Ca y F potenció la respuesta inflamatoria ocasionada por la SOIc. Futuras investigaciones
serán necesarias para considerar el rol del Ca y del F, administrados por vía sístemica, sobre la
osteoinducción.
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