universidadaustraldec hilefacultaddeciencia sveterinariasinstit

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS
INSTITUTO DE CIENCIAS CLÍNICAS VETERINARIAS
XENOIMPLANTE ÓSEO BOVINO DESPROTEINIZADO, UNA ALTERNATIVA AL
AUTOINJERTO EN REPARACIÓN ÓSEA.
Memoria de Título presentada como parte
de los requisitos para optar al TÍTULO DE
MÉDICO VETERINARIO.
PAOLA ALEJANDRA OYARZÚN QUEZADA
VALDIVIA – CHILE
2010
PROFESOR PATROCINANTE
JAVIER OJEDA
____________________________________________
Nombre
Firma
PROFESORES CALIFICADORES
ANA ALFARO
___________________________________________
Nombre
Firma
MARCELO GÓMEZ
___________________________________________
Nombre
FECHA DE APROBACIÓN:
20 de Enero de 2010
Firma
ÍNDICE
Capítulo
Página
1. RESUMEN……………………………………………………….………
1
2. SUMMARY………………………………………………………..……..
2
3. INTRODUCCIÓN……………………………………………………….
3
4. MATERIAL Y MÉTODOS………………………………………………
15
5. RESULTADOS y DISCUSIÓN…………………………………………
16
6. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………
29
7. ANEXOS……………………………………………………………..…
36
8. AGRADECIMIENTOS…………..………………………………………
40
1
1. RESUMEN
La siguiente revisión bibliográfica tiene como objetivos recopilar información sobre el
xenoimplante esponjoso bovino desproteinizado y comparar resultados de formación ósea con
trabajos sobre autoinjerto en diferentes especies de animales.
El hueso autógeno con sus propiedades osteogénicas, osteoinductivas y
osteoconductivas, ha sido considerado durante mucho tiempo el material de injerto ideal en
cirugía reconstructiva ósea. Sin embargo posee ciertos inconvenientes como morbilidad,
disponibilidad e impredecible nivel de resorción.
El objetivo de esta revisión bibliográfica fue recopilar información sobre el
xenoimplante de hueso esponjoso bovino y comparar si su capacidad de formar nuevo hueso
es mejor que el autoinjerto óseo.
El xenoimplante bovino desproteinizado es biocompatible, debido a la escasa o nula
reacción inflamatoria producida en los estudios.
En perros, ratas, conejos, ovinos y humanos el xenoimplante produce una buena
osteoconductividad y producción de nuevo hueso. Al comparar resultados de neoformación
ósea en ratas y cerdos se observó una superioridad del autoinjerto óseo frente al xenoimplante
bovino.
En conejos, el xenoimplante favorece la regeneración ósea por sobre la regeneración
natural y al comparar con autoinjerto óseo no se encontraron diferencias en neoformación de
hueso. Por otra parte, en ovinos la neoformación ósea es mayor y más rápida con
xenoimplante que con los demás sustitutos óseos.
En humanos se destaca el efecto complementario del xenoimplante con el autoinjerto
óseo en cirugía de aumento de seno maxilar.
Se concluye que el xenoimplante de hueso bovino desproteinizado no posee mejores
propiedades osteogénicas que el autoinjerto, sólo similares o menores; sin embargo se
considera una excelente alternativa entre los demás sustitutos óseos en cuanto a
osteoconducción y biocompatibilidad, tanto en medicina humana como veterinaria.
Palabras clave: xenografts, bone graft, autograft, bone deproteinized, bovine bone substitutes,
Orthopedic Surgery.
2
2. SUMMARY
DEPROTEINIZED BOVINE XENOGRAFT, A ALTERNATIVE TO AUTOGENOUS
BONE IN BONE REPAIR
Autogenous bone, with its osteogenic, osteoinductive and osteoconductive properties, has
long been considered the ideal grafting material in bone reconstructive surgery. However,
drawbacks with autogenous bone include morbidity, availability and unpredictable resorption.
The purpose of this review was to gather information on the bovine cancellous bone
xenoimplante and compare if its ability to form new bone is better than autograft bone.
The deproteinized bovine xenoimplante is biocompatible, due to little or no inflammatory
reaction produced in the studies. In dogs, rats, rabbits, sheep and humans xenoimplant produce
a good osteoconductivity and production of new bone. By comparing results of new bone
formation in rats and pigs showed a superiority of autograft bone compared with bovine
xenoimplant.
In rabbits, the xenoimplant promotes bone regeneration on natural regeneration and when
comparing to bone autograft no difference was found in new bone formation. On the other
hand, new bone formation in sheep is higher and faster with xenoimplant than other substitute
bone. In humans, highlights the complementary effect of xenoimplant with bone autograft in
surgery of maxillary sinus augmentation.
We concluded that deproteinized bovine bone xenoimplant does not have better osteogenic
properties than autografts, only similar or less, but is considered an excellent choice among the
other bone substitutes in term osteoconduction and biocompatibility, both in human and
veterinary medicine.
Keywords: xenografts, bone graft, autograft, bone deproteinized, bovine bone substitutes,
Orthopedic Surgery.
3
3. INTRODUCCIÓN
La palabra ortopedia empezó a usarse en el siglo XVIII con la publicación por Andry,
en el año 1743, de su trabajo “Ortopedia o el arte de prevenir y corregir en los niños las
deformaciones del cuerpo”. Este autor simbolizó esta rama de la medicina con la figura de un
árbol torcido, el cual, para corregir su crecimiento, se encuentra atado fuertemente a una
estaca. Etimológicamente la palabra ortopedia proviene del griego, ortos=derecho y paidos =
niño, basada en la frecuentes deformaciones esqueléticas en los niños (Fortune y col 1999).
El hueso es un paradigma de un tejido dinámico, ya que tiene una singular capacidad
de auto regeneración o remodelación a lo largo de su vida sin dejar una cicatriz. Sin embargo,
muchas circunstancias necesitan injertos óseos debido a defectos óseos que surgen, ya sea por
destrucción traumática o no traumática (Murugan y Ramakrishna 2005).
El deseo de crear un fondo más grande de donantes para pacientes que requieren un
injerto ha animado la búsqueda de fuentes alternativas de donadores de órganos y tejidos y ha
ampliado esta búsqueda a través de líneas de especie (Steele y Auchincloss 1995).
La pérdida de tejido óseo es un evento frecuente en la traumatología y ortopedia, tanto
humana como veterinaria, de tal manera que el implante preferido para el tratamiento de las
soluciones de continuidad del hueso corresponde al propio tejido óseo, ya sea proveniente del
mismo, o de otro individuo (Sanzana y col 2007).
Los injertos óseos son un campo de intensa investigación en la atención de la salud
humana, ya que afecta directamente a la calidad y la duración de la vida, cabe señalar que el
hueso es el segundo tejido más transplantado en humanos (Murugan y Ramakrishna 2005).
3.1. Tejido óseo
El esqueleto está entre los órganos más grandes del cuerpo, está compuesto de un
marco mineralizado que es mantenido por una compleja red celular (Matthew y col 2006).
El término esqueleto se aplica al armazón, de consistencia dura, que soporta y protege
los tejidos blandos de los animales (Evans 1993, Sisson y Grossman 2000). Los huesos son el
principal componente del esqueleto adulto por lo que posibilita la acción mecánica de la
musculatura, protegen órganos vitales y albergan la médula ósea hematopoyética (Nunamaker
y Rhinelander 1985). El tejido óseo es el constituyente principal del esqueleto, es un tipo
especializado de tejido conjuntivo formado por células y material intercelular calcificado: la
matriz ósea (Junqueira y Carneiro 2000).
4
3.1.1. Función y Morfología del Hueso
Las propiedades del material del hueso y el diseño de los huesos en conjunto
contribuyen a la gran rigidez y fortaleza ósea que dan la capacidad de soportar cargas
fisiológicas sin romperse (Mistry y Mikos 2005).
Sirven como un reservorio para calcio, fósforo y para muchos otros elementos en
pequeñas cantidades, al mismo tiempo ocurre la formación de células rojas sanguíneas y de
varias clases de células blancas sanguíneas (Evans 1993, Miller y Harley 2001). El esqueleto
contiene el 99% del calcio del organismo (Junqueira y Carneiro 2000). Además los huesos del
esqueleto soportan los órganos internos de muchos animales (Miller y Harley 2001), y en el
adulto normal almacenan grasa (Evans 1993). Los iones más abundantes son el fosfato y el
calcio, los que forman cristales que tienen la estructura de la hidroxiapatita, hay también
bicarbonato, magnesio, potasio, sodio y citrato en pequeñas cantidades (Junqueira y Carneiro
2000).
3.1.1.1 Estructura Macroscópica
Al observar la superficie de un hueso en un corte transversal, se comprueba que esta
formado por dos formas distintas de hueso, la más externa forma una masa sólida y densa
llamada hueso compacto o cortical. Hacia la superficie interna tiene un aspecto de panal,
formado por un enrejado de espículas óseas, llamado hueso esponjoso o trabecular, no
habiendo una demarcación clara entre estos dos tipos; se confunden entre si gradualmente
(Dellman y Esther 1976). El tejido compacto y los tabiques que separan las cavidades del
esponjoso tienen la misma estructura histológica basica (Junqueira y Carneiro 2000). Los
huesos cortos son de centros esponjosos y recubiertos por una capa compacta (Junqueira y
Carneiro 2000).
La mayoría de los huesos se hallan revestidos por una capa resistente de tejido
conjuntivo, el periostio (Dellmann y Esther 1976). La capa mas superficial del periostio
contiene principalmente fibroblastos y fibras de colágeno, estas últimas penetran en el tejido
óseo y la unen firmemente al periostio son las llamadas fibras de Sharpey. La capa más interna
del periostio es mas celular y se encuentran las células osteoprogenitoras (Junqueira y
Carneiro 2000). El endostio esta formado por una capa de células osteogénicas aplanadas que
recubren la cavidad de los huesos esponjosos, el conducto medular y los conductos de Havers
y Volkmann (Junqueira y Carneiro 2000). Las principales funciones del endostio y periostio
son la nutrición del tejido óseo y el suministro de nuevos osteoblastos para el crecimiento y
regeneración del hueso (Junqueira y Carneiro 2000).
Hueso cortical: Constituido por una masa sólida y continua cruzada por una red de
finos conductos longitudinales, denominados canales de Havers, y transversales, conocidos
como conductos de Volkmann, que alojan vasos sanguíneos y fibras nerviosas. Conforma la
diáfisis de los huesos que adopta la forma de un cilindro hueco para contener la médula ósea
(Sanzana 2004). Este conforma hasta el 80% del esqueleto y es típicamente hueso denso con
un patrón bien organizado de fibras colágenas que están alineadas a lo largo de las líneas de
estrés para proveer al hueso máxima fuerza (Matthew y col 2006).
5
Hueso esponjoso: El hueso trabecular o esponjoso es más delgado y menos organizado
que el hueso cortical, y es primariamente atravesado por los espacios de médula ósea
(Matthew y col 2006). Una de las principales funciones del hueso esponjoso es proveer una
gran superficie para procesos metabólicos (Matthew y col 2006). El recambio óseo que
consiste en resorción ósea que es reemplazado por nuevo hueso, ocurre mucho más
frecuentemente en el hueso esponjoso que en el cortical (Matthew y col 2006).
3.1.1.2. Estructura Microscópica:
El hueso está compuesto de células (2%) y matriz extracelular (98%) (Sanzana 2004).
Entre las células encontramos los osteoblastos, osteoclastos y osteocitos. La matriz
extracelular posee una parte orgánica, y una inorgánica (Junqueira y Carneiro 2000).
3.2. Reparación Ósea:
El proceso de reparación ósea está compuesto por tres fases:
3.2.1 Fase inflamatoria (10%):
Después de una fractura, el hueso en sí está dañado. Los tejidos blandos, incluyendo el
periostio y los músculos circundantes, están desgarrados, y numerosos vasos
sanguíneos que cruzan la línea de fractura están rotos (Cruess y Dumont 1985). El
hematoma de fractura se forma y vasculariza rápidamente como se muestra en la figura
1, el coágulo es reemplazado por tejido fibrovascular, y se depositan fibras colágenas y
sales minerales (Mc Rae 2000). La presencia de material necrótico provoca una
inmediata e intensa respuesta inflamatoria aguda. Hay una gran vasodilatación y
exudación de plasma, se observa edema agudo en la región de fractura. Células
inflamatorias agudas como neutrófilos, macrófagos y fagocitos (Hoppenfeld y Murthy
2004) emigran a la región (Cruess y Dumont 1985). En la medida que disminuye la
reacción inflamatoria, el tejido necrótico y el exudado plasmático son reabsorbidos y
los osteoblastos se encargan de producir una nueva matriz ósea (Sanzana 2004). Esta
fase dura aproximadamente entre una a dos semanas (Hoppenfeld y Murthy 2004).
6
Figura 1. Fase inflamatoria de la consolidación ósea. El hematoma de la fractura ha sido invadido por
células inflamatorias y se curva el periostio. Los osteoclastos comienzan a absorber el hueso necrótico,
el principal evento es la formación de un callo fibroso (Hoppenfeld y Murthy 2004).
3.2.2 Fase de reparación (40%):
El primer paso en la fase reparativa es la organización del hematoma (Cruess y col
1985). Las células invaden el hematoma y comenzar a producir rápidamente el tejido
conocido como callo primario, que se compone de osteoblastos y minerales
principalmente como se indica en la figura 2 (Cruess y col 1985). El resultado neto es
la formación de un callo secundario, la rigidez de la fractura, la recuperación de la
función del miembro y una situación favorable para la formación de hueso proveniente
del endostio y para la remodelación, terminando con la formación de un callo
hipertrófico como muestra la figura 3 (Mc Rae 2000). Esta fase dura 2 a 8 semanas
(Hoppenfeld y Murthy 2004).
Figura 2. Formación del callo primario, fase de reparación de la consolidación ósea. El hematoma
comienza a organizarse y es invadido por fibroblastos y condroblastos que forman la matriz del callo
en formación. El callo blando se compone de tejido fibroso y cartilaginoso con pequeñas cantidades
de hueso. (Hoppenfeld y Murthy 2004).
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Figura 3. Formación de callo secundario, fase de reparación. Los osteoblastos mineralizan el callo
blando y lo convierten a callo duro más resistente (Hoppenfeld y Murthy 2004).
3.2.3 Fase de remodelado (70%):
La remodelación ocurre después de la consolidación clínica (Mc Rae 2000). El
módulo celular que controla la remodelación es la unidad de resorción, que consta de
los osteoclastos, que reabsorben hueso, seguido por los osteoblastos, que establecen
nuevos sistemas haversianos como se muestra en la figura numero 4. El resultado final
de la remodelación es un hueso que, si no ha regresado a su forma original, ha sido
modificado para que pueda desempeñar de la mejor manera su función (Cruess y col
1985). Esta fase tiene una duración que va desde los 3 a 24 meses.
Figura 4. Fase de remodelación. Reabsorción del exceso de callo. Por actividad
osteoblástica y osteoclástica se reemplaza el hueso esponjoso desorganizado por hueso lamelar
organizado (Hoppenfeld y Murthy 2004).
8
3.3. Sustitutos Óseos en Cirugía Ortopédica
Se denominan sustitutos óseos a todos los tejidos o materiales que pueden emplearse
para rellenar defectos del hueso, con el objetivo de obtener la regeneración y reparación del
tejido óseo. De acuerdo con esto, podemos reconocer dos tipos fundamentales de sustitutos:
los injertos óseos y los biomateriales (Sanzana 2004). Los injertos óseos corresponden a
fragmentos de hueso que se pueden implantar en un área del esqueleto para restaurar el capital
óseo perdido (Sanzana 2004). Los biomateriales son aquellas sustancias, naturales o sintéticas,
o combinación de sustancias, que pueden implantarse en el organismo para tratar, restituir,
sustituir o aumentar un órgano o tejido, entre los cuales se encuentra el tejido óseo (Sanzana
2004).
3.4. Injertos Óseos en Cirugía Ortopédica
En cirugía ortopédica existe cada vez mayor demanda de injertos óseos debido al
incremento en el número y la complejidad de las cirugías (Zárate-Kalfópulos y Reyes-Sánchez
2006). Los trasplantes óseos son actualmente usados en ortopedia humana y veterinaria para
promover la reparación de fracturas y la reparación de defectos óseos.
Los injertos óseos tienen una doble función: mecánica y biológica, los injertos de
hueso pueden ser corticales o esponjosos, además el hueso que está siendo transferido puede
ser vivo o muerto ( Nunamaker y Rhinelander 1985).
Los injertos óseos se usan prácticamente en todos los aspectos de la cirugía ortopédica
reconstructiva y abarcan desde el tratamiento de fracturas hasta complejas técnicas de
salvamento de extremidades en cirugía tumoral (Vacarro y col 2004).
El hueso tiene un potencial regenerativo, sin embargo, cuando existen pérdidas óseas
por cualquier motivo, se requiere de la aplicación de injertos o sustitutos de hueso que
colaboren en su cicatrización (Cueva del Castillo y col 2007).
El transplante de hueso es recomendado bajo varias circunstancias, entre las cuales se
encuentran el promover la curación en uniones retardadas, no uniones, artrodesis articulares,
acortar defectos en fracturas múltiples o conminutas estableciendo continuidad de segmentos
de hueso, llenar cavidades o defectos resultantes de quistes, tumores u osteotomías correctivas
(Brinker y Piermattei 1983, Fossum 1999, Finkemeier 2002). Existen injertos de hueso
esponjoso los que son de mucha ayuda, ya que promueven la curación por osteoinducción,
osteoconducción y osteogénesis, facilitando y acelerando la reparación, ya que cuentan con
todas las características esenciales de un material de implante como resistencia mecánica y
osteoblastos vivos (Piña y col 2006). De manera ideal un injerto óseo debe tener estas tres
propiedades, además de ser biocompatible y proporcionar estabilidad biomecánica (Zárate-
9
Kalfópulos y Reyes-Sánchez 2006). Osteoinducción y osteoconducción son fenómenos
interrelacionados pero no idénticos (Albrektsson y Johansson 2001.
Osteoinducción es un mecanismo biológico básico que ocurre regularmente, por
ejemplo en reparación de fracturas e incorporación de implantes es decir, es el reclutamiento
de células inmaduras, primitivas, indiferenciadas y pluripotenciales para la estimulación de
estas a desarrollar preosteoblastos y luego éstos a osteoblastos produciendo en el hueso una
línea celular (figura 5), es decir, es un proceso por el cual se induce osteogénesis (Albrektsson
y Johansson 2001), la osteogénesis es la síntesis de hueso nuevo a partir de células derivadas
del injerto o del huésped y requiere células capaces de generar hueso (Whang y Wang 2003).
La importancia de la osteoinducción es que es parte normal del proceso de reparación óseo y
es responsable por la mayoría del hueso neoformado por ejemplo en la inserción de un
implante, el que puede ser por si mismo osteoinductivo, lo que no es un prerrequisito para la
inducción ósea.
Figura 5 De acuerdo con la teoría de Frost, una lesión desencadena una respuesta de curación liberando
factores de crecimiento y sensibilización de células. Esta es una respuesta primitiva de curación con la
estimulación de muchos tipos diferentes de células (Albrektsson y Johansson 2001).
.
La osteoconducción consiste en el reclutamiento y la migración de células osteogénicas
y nuevos capilares a través de una matriz tridimensional para su regeneración (Branemark y
col 2001, Parikh 2002). Este crecimiento óseo en la superficie de un implante depende de la
acción de células óseas diferenciadas las que se pueden originar desde
10
osteoblastos/preosteoblastos preexistentes que son activados por trauma o por el reclutamiento
desde células mesenquimales primitivas por osteoinducción. En el caso de los implantes,
conducción ósea no depende solo de las condiciones de la reparación de los huesos, sino
también sobre el biomaterial utilizado y sus reacciones. La conducción ósea
no es posible en determinados materiales, como cobre y plata (Albrektsson y Johansson 2001).
Osteoconducción es un término usado habitualmente en asociación a los implantes. Este
proceso no depende sólo de factores biológicos sino también de la respuesta a materiales
extraños. La respuesta osteoconductiva puede ser de corta duración pero la oseointegración
mantiene el anclaje al hueso por un período largo de tiempo.
3.5. Clasificación de los Injertos Óseos:
3.5.1 Autoinjerto óseo:
Es el trasplante de hueso llevado de una zona anatómica a otra del mismo individuo
como se muestra en la figura 6 (Zárate-Kalfópulos y Reyes-Sánchez 2006). Puede ser de
hueso esponjoso, corticales no vascularizados o corticales vascularizados (Stevenson 1999,
Finkemeier 2002). Posee propiedades osteoconductivas, osteoinductivas y osteogénicas
(Finkemeier 2002). Posee ventajas como una temprana revascularización, resistencia a
infecciones (Su-Gwan y col 2001), es biocompatible y no inmunogénico, no transmite
enfermedades al receptor y tiene un potencial osteogénico debido a la presencia de células
ostoprogenitoras (Srouji y col 2004).
Existen limitantes como por ejemplo insuficiente cantidad de injerto (Su-Gwan y col 2001,
Srouji y col 2004), riesgo de morbilidad postquirúrgica significativa en la zona donadora de
hasta 30 %, infección, dolor, hemorragia, debilidad muscular y lesión neurológica (Fossum
1999, Stevenson 1999). También implica mayor tiempo quirúrgico, pérdida sanguínea y un
costo adicional (Stevenson 1999). En un intento por evitar los procedimientos quirúrgicos por
separado, la participación de sitios remotos de donantes y reducir el dolor post quirúrgico y
molestias del paciente, los médicos han aumentado el uso de otros materiales de injerto
(Mokbel y col 2008). Estos pueden ser derivados también de humanos, fuentes bovinas, o
materiales compuestos (Mokbel y col 2008).
Su recolección se realiza desde la cresta iliaca de la cadera (Mistry y Mikos 2005), costillas,
ulna distal y fíbula (Fossum 1999) en el caso de autoinjerto cortical, y desde humero proximal,
tibia proximal, y ala iliaca en caso de hueso esponjoso (Fossum 1999).
11
Figura 6. Esquema de autoinjerto óseo (Murgan y Ramakrishna 2005).
3.5.2 Aloinjerto óseo:
Es hueso transferido entre dos individuos genéticamente diferentes pero de la misma
especie como se muestra en la figura 7 (Zárate-Kalfópulos y Reyes-Sánchez 2006). Tiene la
ventaja de estar disponibles en cantidades importantes y en diferentes formas y tamaños, no se
sacrifican estructuras del huésped y no hay morbilidad del sitio donador (Stevenson 1999).
Además poseen desventajas como la posibilidad de transmitir algunos virus como el VIH y
hepatitis (Tancred y col 1998). No poseen el potencial osteogénico del hueso autógeno y, a
menudo, produce una respuesta inmunológica cuando se implanta (Srouji y col 2004). Se
obtienen de fémur, tibia y/o húmero (Fossum 1999).
Figura 7. Esquema de aloinjerto óseo (Murgan y Ramakrishna 2005).
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3.5.3 Xenoinjerto óseo:
Es tejido transferido entre dos individuos de diferentes especies como se indica en la
figura 8 (Stevenson 1999, Zárate-Kalfópulos y Reyes-Sánchez 2006). Es considerado un
material alternativo para transplante óseo, pero su capacidad de reparación es inferior
comparada a la de autoinjerto y aloinjerto (Tuominen y col 2001). Tienen un suministro
abundante, sin embargo su forma y dimensiones de construcción son limitadas y sus
propiedades son menores que el ideal debido al procesamiento requerido para ser trasplantado
a un hospedador (Fossum 1999, Tuominen y col 2001). El hueso xenogénico es usualmente de
origen bovino (Tuominen y col 2001). Este hueso anorgánico no presenta reacción
inflamatoria siendo un material altamente biocompatible (Pagliai 2001). Su acción principal es
la osteoconducción ósea (Pagliai 2001). Últimamente se ha especulado sobre la posibilidad de
que podría transmitir la encefalopatía espongiforme bovina ó enfermedad de Creutzfeld-Jacob
(Pagliai 2001), sin embargo datos teóricos y experimentales indican que el uso de estos
materiales no conllevan riesgo de transmisión de la EEB a los pacientes (Wenz y col 2001).
Figura 8. Esquema de xenoinjerto óseo (Murgan y Ramakrishna 2005).
3.6. Incorporación de los Injertos Óseos
La incorporación de injertos óseos sucede en cinco etapas: 1) inflamatoria, que causa
una respuesta de inflamación en el receptor; 2) revascularización de los tejidos; 3) conducción
ósea, en la cual el injerto funciona como una red para el crecimiento de vasos y formación
ósea; 4) osteoinducción, en que las células mesenquimales del receptor, son inducidas por
proteínas (BMP) del injerto a diferenciarse a osteoblastos, y 5) remodelado óseo con
características de hueso continuamente formado y reabsorbido (Thomaz y Col 2006). La
incorporación de hueso cortical es distinta a la de hueso esponjoso. En el primero la invasión
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por parte de las células osteógenas del huésped ocurre a través de los canales de Volkmann y
Havers. En el hueso esponjoso, en cambio, estas utilizan el espacio entre las trabéculas, el cual
es mucho más amplio, lo que les permitiría una ocupación más rápida y una incorporación más
veloz (Numair y col. 2002).
3.7. Biomateriales en Cirugía Ortopédica
Teniendo presente las reconocidas limitaciones descritas para los injertos óseos,
numerosos grupos de investigadores han trabajado en el desarrollo, formulación y síntesis de
variados biomateriales que pueden tener utilidad como sustitutos óseos, evaluándolos
prolijamente mediante estudios in vitro e in vivo para definir sus potenciales aplicaciones
clínicas (Sanzana 2004).
Para superar estos problemas, una variedad de biomateriales osteoconductivos, tales como
cerámica, tantalio y aleaciones de titanio han sido considerados como sustitutos de injerto
óseo. La experiencia con biomateriales osteoconductivos sugiere que ellos pueden ser hechos
en grandes cantidades, mejorar la fuerza biomecánica y no presentar problemas
inmunogénicos (Miño y col 2007). Los biomateriales representan una alternativa importante
al injerto óseo autólogo y al aloinjerto óseo, ya que son biocompatibles, debido a un apropiado
tratamiento mecánico y químico, además poseen propiedades osteoconductivas debido a que
sus características de arquitectura y superficie son similares al hueso humano (Zambuzzi y col
2006). Los materiales cerámicos inorgánicos más frecuentemente usados en clínica son fosfato
tricalcico (TCP) e hidroxiapatita (HA) (Miño-Fariña 2007).
Sales de fosfato de calcio, o más específicamente la hidroxiapatita, son productos de gran
interés en los ámbitos de la ciencia médica y dental debido a su biocompatibilidad y propiedad
osteoconductiva. Xenoimplantes desproteinizados están constituidos principalmente de
apatitas naturales, sintetizadas o no (Accorsi-Mendonça 2008).
Injertos de origen xenogénico han sido estudiados ampliamente debido a fuentes abundantes y
costos de procesamiento accesibles. Sin embargo, el procesamiento de hueso bovino debe ser
bien controlado con el fin de evitar la transmisión de enfermedades (Accorsi-Mendonça 2008).
El mecanismo de acción del hueso inorgánico para estimular la nueva formación ósea, no se
ha dilucidado (Frank y col 2001).
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Basados en estos antecedentes postulamos los siguientes objetivos:
3.8 Objetivos
3.8.1 Objetivo general
3.9.1.1 Recopilar y analizar información sobre xenoimplante óseo bovino desproteinizado y
autoinjerto óseo.
3.8.2 Objetivos específicos
3.8.2.1 Comparar la biocompatibilidad de un xenoimplante de hueso esponjoso bovino
desproteinizado
3.8.2.2 Evaluar los resultados en la reparación ósea de diferentes estudios animales y humanos
que utilizan xenoimplante óseo bovino desproteinizado y autoinjerto óseo.
3.8.2.3 Evaluar a través de una revisión bibliográfica las propiedades osteoconductivas del
xenoimplante óseo bovino desproteinizado.
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4. MATERIAL Y MÉTODOS
Se realizó una revisión bibliográfica sobre la formación de nuevo hueso por parte del
xenoimplante bovino. La biocompatibilidad se limitó a las especies animales de ratas, conejo
y perro. La propiedad osteoconductiva y la formación ósea, se efectuó en ratas, cerdos, ovejas,
conejos, perros y humanos.
Se utilizaron las dependencias de la biblioteca de la Universidad Austral de Chile,
revisando los textos referentes al tema y la hemeroteca, incluyendo cada uno de los tópicos
abordados en esta revisión bibliográfica, se investigó la literatura procedente de la sección de
reserva limitada y colección general.
De igual forma se usó las salas de computación de la biblioteca y de la Facultad de Ciencias
Veterinarias de la Universidad Austral de Chile, para así obtener acceso a buscadores como el
Cab Abstract, ISI Web of Science, Medline, Pubmed, Blackwell, Lilacs y revistas como
Xenotransplantation, Veterinary Surgery, Bone, Biomaterials, entre otras, poniendo énfasis en
las bases desde el año 2000 hasta el 2009.
La información fue seleccionada por su importancia desde el año 2000 hasta el 2009, dándole
mayor énfasis a ese periodo de tiempo, pero sin descartar textos que, aunque más antiguos
presentaron gran importancia a la realización de la revisión.
Palabras clave: xenografts, bone graft, autograft, bone deproteinized, bovine bone substitutes,
Orthopedic Surgery.
16
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El injerto estándar actual es el injerto óseo autólogo, sin embargo, sus tasas de no unión,
morbilidad en el sitio de extracción del injerto y la limitada cantidad con la que se cuenta, han
fomentado el surgimiento de diferentes alternativas al mismo, que funcionan como sustitutos
óseos (Tapety y col 2004, Ewers y col 2004, Zárate-Kalfópulos y col 2006, Do Nascimento y
col 2007, Galia y col 2008). En un intento para evitar procedimientos por separado que
envuelvan sitios donadores aislados y reducir el dolor post quirúrgico e inconveniencias de los
pacientes, los clínicos han incrementado el uso de materiales de injerto alternativos (Mokbel y
col 2008).
El hueso bovino desproteinizado es el material de implante mas investigado (Hallman y Thor
2008), tienen una disponibilidad casi ilimitada y una gran similitud física y química al hueso
humano (Ewers 2004, Galia y col 2008). Las proteínas en el hueso bovino han sido extraídas
para evitar rechazo inmunológico después de la implantación; sin embargo como el
procedimiento de desproteinización elimina la capacidad osteoinductiva, el hueso bovino sólo
actúa como un enrejado osteoconductivo (Hallman y col 2008).
5.1 Biocompatibilidad de Xenoimplantes
Es definido por Zanzana (2004) como la tolerancia biológica local de cualquier
biomaterial, caracterizada por la ausencia de una respuesta inflamatoria aguda o crónica
durante su implantación e incorporación, así como por la carencia de efectos nocivos sobre
tejidos distantes.
Zambuzzi (2005) probando la respuesta del tejido (biocompatibilidad) al hueso bovino
inorgánico, trabajo con ratas, implantándoles subcutáneamente hueso bovino inorgánico
microgranular. En este estudio, comparó una cápsula de colágeno vacía con una cápsula de
colágeno conteniendo el biomaterial, concluyendo que la respuesta del tejido fue caracterizada
por la presencia de células gigantes inflamatorias multinucleadas (IMGC) durante todo el
período experimental llegando al máximo a los 30 días. A pesar del moderado nivel de
infiltrado inflamatorio crónico, no se detecto presencia de polimorfonucleares, linfocitos o
células plasmáticas, descartándose una reacción inmune significante al material implantado.
Se concluyó que el hueso bovino poroso inorgánico es biocompatible además favorece el
movimiento y migración celular dentro de la superficie del material y dentro de los poros.
Posteriormente Zambuzzi (2006) implantó hueso bovino inorgánico macrogranular en el tejido
subcutáneo de ratas, y observó la respuesta tisular, concluyendo que el hueso bovino
inorgánico macrogranular fue bien tolerado en el tejido subcutáneo de rata y provoca sólo una
leve respuesta inmune.
En una publicación sobre conejos, Domínguez (2006) colocó xenoimplante óseo bovino
desproteinizado en tejido muscular, observando el inicio de la formación de hueso nuevo a
partir de células mesenquimatosas a las 5 semanas post implantación. Se presentó una
osteoinducción por parte del implante, que consiste en una compartimentalizacion por medio
17
de la formación de trabeculas, proliferación de fibras colágenas, migración de células
mesenquimatosas, producción de matriz inorgánica y, por último, diferenciación a tejido óseo
compacto.
Un artículo orientado a investigar la biocompatibilidad de un xenoimplante desproteinizado de
hueso esponjoso bovino, injertado en mandíbulas de perros raza Beagle, fue el que realizó
Fontana y col (2008), en el cual, el xenoimplante se integró con el hueso del hospedador, no
encontrando signos histológicos de necrosis, osteolisis o reacción de cuerpo de extraño.
5.2 Evaluación de Formación Ósea en Hueso de Ratas Tratadas con Xenoimplante
Óseo Bovino Desproteinizado:
Mokbel y col. (2008) evaluaron la reparación ósea en ratas, comparando distintos
sustitutos óseos con un autoinjerto óseo y un grupo control no tratado como se indica en la
figura 9. Luego de 8 semanas, evaluaron histológica y cuantitativamente, arrojando un
promedio de formación ósea en el grupo autoinjerto de 37%, en el grupo control 23%, y en el
grupo xenoimplante bovino 24,6%, con diferencias estadísticas significativas concluyendo que
el hueso autólogo usado como injerto es superior, además al combinar el xenoimplante con
factores de crecimiento produciría los mismos resultados que un autoinjerto en la formación
de hueso nuevo. Por otra parte, Su-Gwan y col. (2001) también evaluaron el xenoimplante
óseo bovino desproteinizado en ratas en cuanto a formación ósea y grado de inflamación,
encontrándose resultados histológicos como la presencia de formación ósea, resorción del
material de xenoimplante e inflamación parcial. Esto lo llevaron a cabo comparando tres
materiales de injerto, un grupo tratado con xenoimplante desproteinizado, un grupo con
dentina particulada, y uno con yeso de parís, en este estudio el xenoinjerto mostró propiedades
osteoconductivas, con mayor formación ósea y más rápida que los demás sustitutos óseos.
Resultados similares obtuvo Tapety y col (2004) en donde se investigó la respuesta de las
células óseas a un material óseo bovino desproteinizado en fémur de ratas, comparando
xenoimplante de hueso bovino desproteinizado versus un defecto óseo como control;
encontrando neoformación ósea ya a los 5 días post implantación, y osteoclastos a los 14 días
en ambos grupos. Con estos resultados se concluyó que el hueso bovino desproteinizado,
sirvió como un enrejado para el crecimiento de células osteogénicas, y además, promovió la
diferenciación osteoblástica y la síntesis de matriz ósea más rápidamente que en grupo control
en etapas tempranas.
18
Figura 9. Neoformación ósea luego de 8 semanas de reparación (Mokbel y col 2008).
5.3 Evaluación de Formación Ósea en Hueso de Cerdos Tratados con Xenoimplante
Óseo Bovino Desproteinizado:
Storgard y col (2006) trabajaron comparando dos sustitutos óseos con autoinjerto óseo
implantados en mandíbulas de cerdos. Todos los grupos mostraron formación ósea, a las 8
semanas, aunque, el autoinjerto fue superior en cuanto a formación de hueso que los demás
grupos. Los valores de neoformación ósea a las 8 semanas fueron de 54,5% autoinjerto y 42%
xenoimplante, a su vez la reabsorción del hueso bovino desproteinizado fue casi nula a las 8
semanas, el hueso autógeno a las 4 semanas ya había desaparecido casi en su totalidad.
Resultados similares obtuvo Storgard y col (2005), donde compararon dos sustitutos óseos con
autoinjerto, implantado en mandíbulas de cerdos, para evaluar la formación ósea histológica e
histomorfométricamente, al agregarles un concentrado de plaquetas (figura 10). Obtuvieron
en los 3 grupos resultados histológicos similares a los distintos tiempos, coágulos de sangre y
tejido de granulación a la semana uno. A la segunda semana se observó mayor cantidad de
hueso neoformado en el grupo autoinjerto que en el grupo xenoimplante y el grupo de fosfato
tricalcico, ya a las 4 semanas el autoinjerto y el fosfato tricalcico han desaparecido en su
mayoría, quedando el xenoimplante estable pero con presencia de osteoclastos; a las 8
semanas todos los grupos mostraron formación ósea con tejido trabecular y médula ósea.
19
Figura 10. Defecto injertado con hueso bovino inorgánico sin PRP (plasma rico en plaquetas) después de un
periodo de reparación de 8 semanas. Las partículas implantadas (P) están siendo integradas en las fibras de hueso
paralelas recién formadas (FN) y hueso inmaduro (HI) (toluidina azul) (Storgard y col en el 2005).
Los valores obtenidos en neoformación de hueso por Storgard y col a las 8 semanas fueron,
55% autoinjerto sin concentrado de plaquetas y 52% con plaquetas, 41% xenoimplante sin
plaquetas y 39% con plaquetas; concluyeron que el concentrado de plaquetas no estimula la
formación ósea.
Esta estabilidad del xenoimplante bovino coincide con el estudio de Cestary y col (2009) en
un modelo de reparación ósea en cerdos, en el cual colocaron xenoimplante bovino
desproteinizado y lo compararon con un coágulo de sangre; se destacó que durante todo el
período de estudio el xenoimplante bovino no tubo signos de resorción, manteniendo la
estructura tridimensional inicial. Así, este hecho sugiere que el xenoimplante bovino actúa
primeramente como una barrera física contra el colapso de los tejidos blandos, contribuyendo
al proceso de reparación natural del hueso con defecto. El grupo xenoimplante bovino tuvo
una gran cantidad de nueva formación ósea de una extensión variable, intensa nueva
formación de vasos sanguíneos verificada por la presencia de tejido conectivo conteniendo
aproximadamente 68% de vasos dentro de los poros del injerto, en contraste con el grupo
control que exhibió limitada osteogénesis durante todo el estudio, el espacio del defecto fue
sellado por tejido conectivo fibroso y tegumento derivado de los tejidos blandos, y un 18% de
vasos sanguíneos dentro del defecto. Este mismo autor a las 16 semanas encontró
oseointegración del xenoimplante.
Busenlechner y col (2008), compararon tres sustitutos de injerto óseo en cerdos; hueso bovino
desproteinizado, hidroxiapatita y una suspensión oleosa de hidróxido de calcio; luego de un
periodo de reparación de 6 a 12 semanas obtuvieron formación ósea en los dos primeros
grupos mientras que el hidróxido de calcio no mostró evidencia histológica de formación ósea,
histomorfometricamente a las 6 semanas se evidencio 30% de neoformación de hueso con
20
xenoimplante, 20% con hidroxiapatita y 0.05% con hidróxido de calcio; y a las 12 semanas
38.5 % con xenoimplante, 23.3 % con hidroxiapatita y 0.07 % con hidróxido de calcio.
5.4 Evaluación de Formación Ósea en Hueso de Conejos Tratados con Xenoimplante
Óseo Bovino Desproteinizado
Se han realizado diversos estudios en cuanto a la formación ósea que se genera al utilizar
xenoimplantes de hueso bovino desproteinizado en conejos. Hui Xu y col (2003), al trabajar
en aumento de seno maxilar en conejos, utilizaron partículas de xenoimplante de diferentes
tamaños concluyendo que el tamaño de las partículas de xenoimplante óseo y el espacio
interparticular son determinantes importantes de la osteoconducción, ya que, en su estudio las
partículas más pequeñas y con un mayor espacio entre estas se asociaron con una mejor
capacidad osteoconductiva, presentando osteoconducción ya a la primera semana post cirugía.
Esto concuerda por lo señalado en el estudio realizado por Mariño y col (2006) quienes
concluyen que el hueso bovino desproteinizado presenta buenas propiedades
osteoconductivas. Hui Xu y col en un posterior estudio en el 2004, encontraron resultados
histológicos comparables, al evaluar xenoimplante bovino en un defecto óseo en el seno
maxilar de conejos, y compararlo con un grupo control que contenía un coágulo de sangre,
observaron neoformación ósea del xenoimplante, ya a las 2 semanas de reparación,
posteriormente a las 10 semanas no se encontraron cambios en el xenoimplante, lo que indicó
la lenta reabsorción de las partículas, lo que contribuyó a estabilizar el aumento del piso
maxilar por inhibición de la resorción ósea, además, presentó mejor y mayor cantidad de
neoformación ósea que el grupo control.
Domínguez y col (2006), evaluaron histológicamente la respuesta del tejido óseo, al hueso
bovino desproteinizado en conejos implantados en la cresta iliaca, comparando xenoimplante
versus un grupo control no injertado. Concluyeron que el hueso bovino desproteinizado
favorece la regeneración ósea y es más rápido que la regeneración natural. Transcurrido una
semana de reparación, obtuvieron resultados histológicos similares a los encontrados por Hui
Xu y col (2003) en cuanto a neoformación ósea, partículas de xenoimplante rodeadas por
fibroblastos y tejido conectivo fibroso; a las dos semanas coincide con los hallazgos
histológicos de Hui Xu y col (2004) y los de Sicca y col (2007) respecto a la invasión de
células mesenquimatosas y osteoblastos en el implante, y la formación de trabéculas, así como
la formación de una nueva matriz extracelular y a las 6 semanas concuerda con los resultados
de Frank y col 2001en lo referente a neoformación de hueso.
A su vez, Sicca y col. (2007), al evaluar la neoformación ósea promovida por un compuesto de
xenoimplante bovino orgánico e inorgánico y compararlo con un autoinjerto óseo, en aumento
de seno maxilar, y luego de 8 semanas de reparación, observó claramente osteoconductividad
en ambos grupos por la directa aposición de tejido óseo sobre la superficie del autoinjerto y
partículas de hueso bovino inorgánico. El volumen de hueso neoformado fue a las 8 semanas
de 28% autoinjerto y 24% xenoimplante inorgánico/orgánico, sin diferencias significativas
entre estos resultados. Con estos resultados concluyeron que, el xenoimplante bovino
promueve la formación de hueso nuevo de una manera similar a hueso autógeno. Estos
resultados concuerdan a lo encontrado por Frank y col (2001), en que el autoinjerto a pesar de
que promovió la mayor cantidad de hueso neoformado, una fusión significante del proceso
21
transverso fue realizado por el hueso bovino inorgánico a las 6 semanas de reparación, en
fusión ósea del proceso transverso de la columna vertebral en la zona lumbar en un modelo en
conejos.
De acuerdo con estos resultados, fue lo encontrado por Aghaloo y col (2004) quienes
compararon la reparación y formación de hueso de 3 materiales; hueso bovino
desproteinizado, hueso bovino desproteinizado mezclado con plasma rico en plaquetas, y
autoinjerto, con un grupo control no injertado. Mediciones histomorfométricas mostraron que
el incremento en el área ósea en el sitio autógeno fue significantemente mayor que lo visto con
los demás materiales de injerto o el grupo control. Aunque el xenoimplante solo y en
combinación con plasma rico en plaquetas también presentaron formación ósea.
En desacuerdo con esto se encuentra Carmagnola y col (2008), quienes compararon hueso
bovino desproteinizado, hidroxiapatita nano cristalina Ostim®-paste y un vidrio sintético
PerioGlas®. Estos no tuvieron ninguna ventaja en oseointegración con respecto al grupo
control compuesto por implantes de titanio.
5.5 Evaluación de Formación Ósea en Hueso de Ovinos Tratadas con Xenoimplante
Óseo Bovino Desproteinizado
Worth y col. (2005) realizó un estudio en un defecto femoral ovino en el cual comparó
hueso bovino desproteinizado con autoinjerto óseo, resultando radiográficamente grados de
oseointegración comparables a las 8 semanas post implantación. Con estos resultados se
concluyó que los xenoimplantes de hueso bovino procesado fueron osteoconductivos en este
modelo.
Paknejad y col (2008), efectuaron defectos óseos en mandíbulas de ovinos y compararon dos
biomateriales: hueso bovino desproteinizado y bioapatita-colágeno con un grupo control no
tratado, luego de 6 meses de reparación, se obtuvo una neoformación ósea de 51.4%, 27.6%,
y 19% respectivamente como se indica en la figura 10. Los resultados obtenidos en este
estudio indicaron que usando partículas de xenoimplante bovino se promueve la regeneración
ósea con más eficacia que con bioapatita-colágeno.
22
Figura 11. Neoformación ósea luego de 6 semanas de reparación entre dos sustitutos óseos y un grupo control
implantados en mandíbula de ovinos (Paknejad y col 2008).
5.6 Evaluación de Formación Ósea en Huesos de Perro Tratados con Xenoimplante
Óseo Bovino Desproteinizado
Worth y col (2007) realizaron una mezcla 4:1 de xenoimplante óseo bovino
desproteinizado con autoinjerto óseo en tibias de perros, luego de un periodo de reparación de
10 meses, encontraron neoformación ósea y osteoconducción.
Los resultados de este estudio concuerdan con lo realizado por Rothamel y col (2009) en
aumento de cresta vertical en mandíbula en perros fox terrier en el cual se compararon bloques
de hueso bovino desproteinizado versus hueso autólogo y luego de 3 meses de reparación, se
obtuvo en el grupo xenoimplante un 60% de neoformación ósea, por lo tanto el xenoimplante
bovino exhibió propiedades osteoconductivas en un nivel equivalente al hueso autólogo,
además ambos grupos mostraron resorción ósea. Rothamel y col en un estudio previo (2008)
realizaron una comparación entre xenoimplante óseo bovino, autoinjerto óseo y xenoimplante
cubierto con una membrana de colágeno, en aumento de cresta vertical en mandíbula en perros
fox terrier, luego de 3 meses de reparación, en ambos grupos se produjo formación de nuevo
hueso aunque se demostró mejor formación ósea en el grupo autoinjerto, además, el uso de
xenoimplante produce una buena formación ósea, siendo un biomaterial útil como enrejado
para el crecimiento de hueso, a su vez el uso de membranas de colágeno no mejora los
resultados.
Distintos resultados se encontraron en un trabajo realizado por Ito y col (2005), en el cual
comparó cuatro materiales; autoinjerto óseo, hueso bovino desproteinizado, plasma rico en
plaquetas y plasma rico en plaquetas mesclado con células mesenquimales de perro. Los
resultados histológicos mostraron que luego de un periodo de 3 meses de reparación, el hueso
23
bovino desproteinizado presenta poca formación de hueso, en cambio, el plasma rico en
plaquetas presentó neoformación ósea ya a las 2 semanas.
5.7 Evaluación de Formación Ósea en Huesos de Humanos Tratados con
Xenoimplante Óseo Bovino Desproteinizado
Datos histológicos sobre el uso de hueso bovino inorgánico en los seres humanos son
escasos (Orsini y col 2006, Traini y col 2008). Estudios en humanos en aumento de seno
maxilar, el hueso bovino desproteinizado, ha sido histológicamente asociado con activa
formación de hueso (Piattelli y col 1999, Orsini y col 2006, Mangano y col 2007, Meyer y col
2007, Traini y col 2008, Simunek y col 2008, Kim y col 2009).
Piattelli y col (1999) desarrollaron aumento de seno maxilar (procedimiento desarrollado
con el fin de aumentar el hueso maxilar para la posterior colocación de implantes dentales),
usando hueso bovino desproteinizado en 20 pacientes y encontró luego de la toma de biopsias,
pasados 6 a 9 meses de reparación, formación de nuevo hueso maduro, compacto y con una
estructura de osteón bien organizada, 30% de nueva formación ósea, 30% de hueso bovino
desproteinizado, 40% de medula ósea, y desde los 6 meses hasta los 4 años de reparación se
encontró alrededor del implante resorción osteoclástica, células gigantes multinucleadas y aún
restos del implante al final del estudio.
Mangano y col (2007) en un estudio en 40 pacientes, trabajó en aumento de seno maxilar,
comparando hueso bovino desproteinizado con hidroxiapatita sintética, luego de un periodo de
reparación de 6 meses, ambos implantes desarrollaron formación de nuevo hueso, se concluyó
que el hueso bovino desproteinizado puede ser usado como material de implante. Se encontró
formación ósea de 36%, espacio medular de 25% y material residual de 39%. A su vez Traini
y col (2008) trabajaron en aumento de seno maxilar en 5 pacientes, implantándole
xenoimplante bovino desproteinizado y luego de un periodo de recuperación de 20 meses
obtuvieron 38% de neoformación ósea, 29% de material residual de xenoimplante y un 36%
de espacio medular, con esta persistencia del implante a los 20 meses comprobó la alta
cantidad de calcio contenido el implante.
24
Figura 12. Evaluación histomorfométrica de fracción de volumen de hueso, material de injerto y espacio medular
ocupando los defectos de tres estudios después de un periodo de reparación de seis y veinte meses (Piattelli y col
1999 (a), Mangano y col 2007 (b), Traini y col 2008 (c)).
Kim y col (2009) compararon hueso bovino desproteinizado versus una combinación de hueso
autógeno con xenoimplante, para comparar las diferencias en el proceso de reparación en la
injertación de hueso en el seno maxilar. Encontró luego de 4 a 6 meses de reparación,
excelente formación de nuevo hueso y tejido óseo denso alrededor del xenoimplante.
Comparando los dos materiales de injerto se encontraron resultados en formación de hueso de
41.2% a los 4 meses y 48.8% a los 6 meses en el grupo de xenoimplante mezclado con
autoinjerto, y 35.6% a los 4 meses y 53% a los 6 meses en el grupo xenoimplante solo.
Fue demostrado recientemente que el patrón de curación de injertos óseos en el seno maxilar,
no difieren mucho entre las variedades de materiales de injerto; autógeno o xenogénico, ambos
puede ser utilizados de manera segura, y el material adecuado podría ser elegido de acuerdo a
la preferencia del cirujano, sin embargo, la inclusión de una cantidad adecuada de hueso
autógeno en el material de injerto, acorta sustancialmente el proceso de curación, debido a una
mayor formación de hueso y osteoinducción (Kim y col 2009).
En otro estudio Kim y col (2009) al evaluar a 28 pacientes compararon xenoimplante óseo
bovino con una pequeña cantidad de hueso autógeno con un compuesto de aloinjerto,
xenoimplante y autoinjerto resultando que la mezcla realizada para aumento de seno maxilar
no tiene ventajas significativas al ser comparado con la estabilidad y reparación del hueso
bovino inorgánico.
En un estudio en aumento de cresta vertical (sínfisis mandibular) en mandíbulas de 10
pacientes realizado por Simion y col (2007), el autor utilizó una mezcla 1:1 de autoinjerto óseo
y hueso bovino desproteinizado y lo comparó con autoinjerto solo, luego de un periodo de
25
reparación ósea de 6 meses, obtuvo un promedio de neoformación ósea de 36% para la mezcla
y 18,2% en el grupo autoinjerto. Este hueso neoformado fue mineralizado, con diferentes
grados de maduración y mineralización.
Por lo tanto la mezcla de hueso autógeno y hueso bovino desproteinizado puede ser usada en
aumento de cresta vertical de crestas severamente atróficas.
Esto concuerda con los resultados encontrados por Yildirim y col (2001), en un estudio en 12
pacientes, en la cual histológicamente se encontró formación de nuevo hueso, con 19% de
neoformación ósea, 30% de xenoimplante, y un 51,5% de tejido blando. En otro estudio en 11
pacientes, Yildrim y col (2000), encontraron valores comparables en cuanto a formación de
hueso con un 15%, residuos del sustituto óseo de 30%, y 55% de tejido blando al mezclar
xenoimplante óseo con sangre venosa.
Figura 13. Evaluación histomorfométrica de fracción de volumen de hueso, material de injerto y tejido blando
ocupando los defectos de dos estudios después de un periodo de reparación de seis y siete meses (Yildirim y col
2000 (a), Yildirim y col 2001 (b)).
Otros estudios en humanos realizados por Maiorana y col (2000 y 2001), en aumento de seno
maxilar, realizaron una mezcla de hueso autólogo y hueso bovino desproteinizado
concluyendo, en ambos estudios las ventajas de mezclar estos dos materiales, debido a la
formación de nuevo hueso y pequeños osteones después de 5 meses y médula ósea bien
vascularizada en las biopsias tomadas después de 7 meses de curación como se indica en la
figura 14. Tadjoedin y col en (2003), en un estudio en 5 pacientes en aumento de seno maxilar,
realizó una mezcla de hueso bovino desproteinizado con autoinjerto óseo, con este último en
26
menor concentración en cada paciente; encontraron neoformación ósea en todos los pacientes,
pero, mayor cantidad y rapidez en la formación de hueso en los pacientes que recibieron
mayor cantidad de hueso autógeno. Pudiendo inferir que la mezcla de xenoimplante con
autoinjerto óseo es una buena opción para ser usada en cirugía de seno maxilar.
Estos resultados son distintos a los encontrados por el estudio de Simunek y col (2008) en 48
pacientes, en el cual se evaluaron tres materiales, autoinjerto, hueso bovino desproteinizado y
fosfato tricálcico, y el uso de estos solos o con la adición de hueso autógeno en cirugía de
aumento de seno, siendo el hueso autógeno con un 49,2% el que obtuvo mejor formación ósea,
seguido del xenoimplante con un 34,2%, y el grupo de fosfato tricalcico con un 21,4% a los 9
meses de reparación ósea, no encontrándose diferencias significativas en la neoformación ósea
al usar los componentes solos o con la adición de autoinjerto óseo, indicando que el hueso
autógeno puede no ser necesario como un material de injerto en la elevación de seno maxilar
(Hallman y Thor 2008).
Otros estudios en humanos como el realizado por Orsini y col (2007), observaron
retrospectivamente, las características histológicas del hueso alrededor del hueso bovino
desproteinizado a los 20 meses y 7 años post colocación del implante. Descubrió una pequeña
capa de hueso neoformado a los 20 meses, y hueso compacto a los 7 años. Con esto se
demostró la capacidad osteoconductiva del xenoimplante. Otros estudios avalan la propiedad
osteoconductiva del hueso bovino desproteinizado como los realizados por, Piattelli y col
(1999), Simunek y col (2008), Yildrim y col (2000).
Meyer y col (2008) realizaron un estudio en 9 pacientes en el cual evaluó las características de
apoyo estructural temporal, integración al hueso circundante, reabsorción y reemplazo por
hueso nuevo del xenoimplante bovino desproteinizado en una cirugía de cadera, luego de 11
meses de reparación, encontró neoformación ósea de un 53%, 47% de residuos del
xenoimplante y radiográficamente se encontraron signos de oseointegración, excelente
biocompatibilidad y buena osteoconducción.
27
Figura 14. Promedio del porcentaje de neoformacion osea con una mezcla de xenoimplante óseo bovino
desproteinizado con autoinjerto óseo, autoinjerto solo y xenoimplante solo a las 36 semanas post-implantación.
28
CONCLUSIÓN
•
En cuanto a la biocompatibilidad del xenoimplante bovino desproteinizado,
podemos concluir que es bien tolerado y no provoca reacción inflamatoria cuando
es implantado en hueso o en tejido subcutáneo, convirtiéndolo en un material apto
para ser usado en cirugía ortopédica y dental.
•
El xenoimplante de hueso esponjoso bovino desproteinizado es osteoconductivo y
se muestra útil para el desarrollo como biomaterial en cirugía ortopédica humana,
veterinaria y cirugía maxilo-facial.
•
Debido a la disparidad de especies animales, desarrollo de experimentos y
resultados encontrados, y a los pocos estudios que se encontraron por cada
especie, se beberían desarrollar futuros trabajos comparando xenoimplante bovino
con autoinjerto óseo, con el fin de poder homologar los resultados bajo un mismo
criterio y poder aumentar la información ya existente en cuanto a neoformación
ósea.
29
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36
7. ANEXOS
Tabla 1 Resumen hallazgos histológicos xenoimplante óseo bovino desproteinizado en
Conejo.
Periodo
Semana 1
Hallazgos histológicos
• Formación de nuevo hueso, partículas de xenoimplante rodeadas por
numerosas células fibroblásticas y tejido conectivo fibroso (2).
• Implante unido al tejido conectivo adyacente. Invasión de fibras de colágeno
en las cuales están presente fibroblastos, células mesenquimatosas y
osteocito sobre el xenoimplante. Alrededor de esta zona se observan
eritrocitos extravasados (5).
Semana 2
• Hueso neoformado. Osteoclastos sobre el xenoinjerto (1).
• Nueva formación ósea cerca de los bordes del seno maxilar, envolviendo las
partículas de autoinjerto óseo en el grupo control, y en el componente
inorgánico del xenoimplante añadido directamente en sus superficies.
Infiltrado inflamatorio alrededor del componente orgánico en grupo
xenoimplante (4).
• Formación de trabeculas de tejido conectivo laxo con vasos sanguíneos de
mayor diámetro, fibroblastos y células mesenquimatosas. Migración de
osteoblastos activos para la producción de fibras colágenas (5).
Semana 4
• Formación ósea densa adyacente a la pared de hueso cortical. Partículas de
xenoimplante rodeadas de tejido conectivo fibroso (2).
• No se encontró infiltrado inflamatorio. Se observó claramente
osteoconductividad en ambos grupos por la directa aposición de tejido óseo
sobre la superficie del autoinjerto y partículas de hueso inorgánico (4).
• Medula ósea en pequeña cantidad y osteoclastos en grupo autoinjerto (4).
Semana 6
• Hueso neoformado xenoimplante asociado a membrana de colágeno (3).
• Las trabeculas empiezan a compactarse y existe presencia de médula entre
estas, las trabeculas poseen una matriz granular con osteocitos. Presencia de
lagunas rodeando a los osteocito (5).
Semana 8
• El nuevo hueso se formo en el centro de la cavidad. El tejido conectivo
fibroso fue reemplazado por hueso cortical. Osteoclastos dispersos
estuvieron en contacto con las partículas de xenoimplante y con el hueso
neoformado (2).
• Neo formación ósea y médula ósea en ambos grupos (4).
Semana 12 • Hueso neoformado. Había muchas interconexiones en todo el espacio del
seno maxilar. Se encontraron osteoclastos en la superficie del xenoimplante,
y unos pocos adheridos a la superficie del hueso nuevo formado (1).
(1) Hui Xu y col 2004. (2) Hui Xu y col 2003. (3) Frank y col. 2001. (4) Sicca y col. 2007. (5)
Domínguez y col.2006.
37
Hallazgos histológicos xenoimplante en cerdo
Periodo
Semana 1
Hallazgos histológicos
Coagulo de sangre. Tejido de granulación (6)
Coagulo de sangre y tejido de granulación (8)
Semana 2
Tejido de granulación (6).
Coagulo de sangre reemplazado por tejido de granulación, tejido óseo sólo
en las paredes del defecto, menor formación ósea que autoinjerto (8).
Semana 4
• Hueso neoformado (menos cantidad que autoinjerto) (6)
• Pequeñas cantidades de hueso neoformado y menos madurez (8).
• Formación de vasos sanguíneos, Hueso neoformado (7).
Semana 8
• Hueso trabecular, medula ósea (6)
• Hueso trabecular con una completa formación de médula ósea, integración
ósea (8).
Semana 16 • Oseointegración (7).
(6) Storgard y col.2006. (7) Cestary y col 2009. (8) Storgard y col.2005
•
•
•
•
Hallazgos histológicos autoinjerto en cerdo
Periodo
Semana 1
Semana 2
Semana 4
Semana 8
•
•
•
•
•
•
•
•
Hallazgos histológicos
Coagulo de sangre. Tejido de granulación (6).
Coagulo de sangre y tejido de granulación (8).
Leve formación de tejido óseo (6).
Coagulo de sangre reemplazado por tejido de granulación, tejido óseo solo
en las paredes del defecto, leve formación de tejido óseo (8).
Hueso neoformado (6).
Neoformación ósea. (8).
hueso trabecular, medula ósea, remodelado óseo (6).
Hueso trabecular con una completa formación de medula ósea, pequeños
restos de autoinjerto (8).
(6) Storgard y col.2006. (8) Storgard y col.2005
38
Hallazgos histológicos xenoimplante en humanos
periodo
4 meses
Hallazgos histológicos
Alrededor del material implantado se formo nuevo tejido óseo y una formación
parcial de hueso trabecular (1).
6 meses
Excelente nueva formación ósea, tejido óseo alrededor del implante mucho
más denso (1).
Implante rodeado por nuevo hueso, este fue maduro, compacto con una
estructura bien organizada; se encontraron osteoblastos en la superficie del
implante; el hueso estuvo en contacto directo con el implante; no se
encontraron células inflamatorias y/o células gigantes multinucleadas (2).
Partículas del xenoimplante rodeadas por hueso neoformado maduro y
compacto que presento una estructura de Osteon bien organizado, además
espacio medular en el cual se encontraron pequeños capilares; osteoblastos y
osteoclastos, estos últimos en estrecho contacto con el xenoimplante y hueso
neoformado (5).
9 meses
Partículas del xenoimplante rodeadas por hueso neoformado maduro y
compacto que presento una estructura de Osteon bien organizado, además
espacio medular en el cual se encontraron pequeños capilares; osteoblastos y
osteoclastos, estos últimos en estrecho contacto con el xenoimplante y hueso
neoformado, además en los canales haversianos fue posible observar pequeños
capilares, células mesenquimales, y osteoblastos formando nuevo hueso (5).
Mínimo tejido fibrotico alrededor del xenoimplante, no se observo reacción
granulomatosa en ninguna de las muestras, neoformación ósea (6).
11 meses Neoformación de hueso lamelar fue visible, deposito de osteoide, residuos de
implante conectado por trabeculas, en el hueso lamelar aparecen unos pocos
osteoblastos y un gran número de lagunas con osteocitos en su interior(7)
18 meses Todos los canales haversianos han sido sellados por hueso neoformado y
asumieron una apariencia de laguna de osteocito (5)
20 meses Formación de nuevo hueso caracterizada por fibras colágenas orientadas al
azar; nuevo hueso rodeando a las partículas de xenoimplante (3).
Xenoimplante rodeado por una delgada capa de hueso neoformado, se
observaron osteoblastos entre xenoimplante y nuevo hueso produciendo
osteoide (4).
4 años
Partículas de xenoimplante fácilmente reconocibles y rodeado por osteoclastos
y algunas células gigantes multinucleadas (5).
7 años
Partículas del implante mas pequeñas, se presentaron osteocitos en el hueso
neoformado, canales haversianos colonizados por capilares y células, además
hueso compacto (4).
(1) Kim y col 2009, (2) Mangano y col 2007, (3) Traini y col 2008, (4) Orsini y col 2006,
(5) Piattelli y col 1999, (6) Simunek y col 2008, (7) Meyer y col 2007.
39
Hallazgos histológicos autoinjerto en humanos
Periodo
9 meses
Hallazgos histológicos
Fragmentos de diferente tamaño de hueso necrótico rodeado por fibrosis,
mostrando unos pocos focos de infiltrado inflamatorio crónico. El hueso
neoformado fue depositado sobre la superficie de estos fragmentos de hueso
necrótico y ocasionalmente fue conectado con fragmentos de hueso vecino
(1).
11 meses
No se observan osteoblastos ni osteocitos (2)
(1)Simunek y col 2008, (2) Meyer y col 2007
40
Agradezco a mi madre María Elena, mi hijo Maximiliano y mi pareja Francisco por todo su
amor y comprensión durante la ejecución de este trabajo.