DOI: https://doi.org/10.1007/s13770-024-00689-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39825990
تاريخ النشر: 2025-01-18
المؤلف: Jeong‐Kui Ku وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات ونتائج زراعة الأسنان
نظرة عامة
تستقصي هذه الدراسة الاستعادية استخدام مصفوفة العاج المنزوع المعادن (DDM) المدمجة مع بروتين العظام البشري المورفوجينيك المعاد التركيب-2 (rhBMP-2) لتعزيز الاندماج العظمي أثناء وضع زراعة الأسنان، مما قد يقلل من فترة الشفاء التقليدية التي تتراوح بين 4 إلى 9 أشهر. شملت الدراسة 30 مريضًا (17 ذكر، 13 أنثى؛ متوسط العمر 55.0 ± 8.8 سنة) الذين كانوا بحاجة إلى ترقيع العظام بسبب تعرض زرع الأسنان، مما أدى إلى وضع 96 زراعة باستخدام بروتوكول من مرحلتين مع ترقيع DDM/rhBMP-2. تم إجراء التحميل المبكر بعد شهرين للزراعات الفكية السفلية وثلاثة أشهر للزراعات الفكية العلوية، وتم تقييم النتائج السريرية من خلال قيم استقرار الزرع، وفترات الشفاء، وعرض العظام، ومستويات العظام الهامشية عبر التصوير المقطعي المحوسب باستخدام شعاع المخروط.
أشارت النتائج إلى أن جميع الزراعات دعمت بنجاح الأطراف الاصطناعية النهائية بعزم 50 Ncm، ولم تكن هناك حالات فشل في الاندماج العظمي. تم تقليل متوسط فترات الشفاء بشكل كبير إلى 69.6 يومًا للفك السفلي و90.5 يومًا للفك العلوي، مع كون قيم الاستقرار الثانوي أعلى بشكل ملحوظ في الفك السفلي (80.7 ± 6.7) مقارنة بالفك العلوي (73.0 ± 9.2، p < 0.001). أكدت التحليلات النسيجية هذه النتائج، كاشفة عن تكوين عظام جديدة وزيادة في التوعية الدموية. تستنتج الدراسة أن استخدام ترقيع DDM/rhBMP-2 يقصر بشكل كبير فترة الشفاء، مما يسهل التحميل المبكر مع تحقيق نتائج سريرية مستقرة ومفيدة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية ترقيع العظام الذاتي في تحفيز العظام، مع تسليط الضوء على خصائصها الأساسية: تكوين العظام، توصيل العظام، وتحفيز العظام. على الرغم من مزاياها، فإن استخدام ترقيعات العظام الذاتية محدود بسبب الحاجة إلى جمعها من المريض، مما قد يؤدي إلى مضاعفات مثل زيادة وقت الجراحة، وفقدان الدم، ومشاكل في موقع المتبرع. وبالتالي، كان هناك اهتمام كبير في تطوير بدائل، مثل مصفوفة العاج المنزوع المعادن (DDM)، التي تحتفظ بخصائص تحفيز العظام ويمكن أن تعمل كحامل لبروتين العظام البشري المورفوجينيك المعاد التركيب-2 (rhBMP-2).
تتميز DDM بهيكلها الغني بالكولاجين وأنابيب العاج الدقيقة، التي تسهل إطلاق عوامل النمو الداخلية. تشير الدراسات إلى أن DDM المدمجة مع rhBMP-2 تعزز تكوين العظام واندماج الخلايا العظمية مقارنةً بـ DDM بمفردها. تفترض الورقة أن استخدام DDM مع rhBMP-2 قد يسمح بتحميل مبكر لزراعات الأسنان، مما قد يقلل من فترة الشفاء التقليدية. يهدف المؤلفون إلى إثبات أن ترقيع DDM مع rhBMP-2 في وقت وضع الزرع يمكن أن يؤدي إلى تحسين النتائج السريرية وتسريع جداول الشفاء.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم إجراء جميع الإجراءات وفقًا للإرشادات الأخلاقية التي وضعتها اللجان المؤسسية والوطنية للتجارب البشرية، مع الالتزام بإعلان هلسنكي (1975، المنقح 2008). تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المشاركين، وحصلت الدراسة على موافقة مجلس مراجعة المؤسسات في مستشفى جامعة جيونبوك الوطنية (رقم IRB 2022-09-063). شملت الأبحاث مراجعة استعادية للسجلات الطبية من يناير 2020 إلى سبتمبر 2022، مع معايير إدراج محددة للمشاركين، بما في ذلك العمر فوق 20، وعدم وجود أمراض نظامية غير مسيطر عليها، والحاجة إلى ترقيع العظام بسبب تعرض زرع الأسنان في الفك السفلي أو العلوي.
تم تضمين المشاركين إذا خضعوا لوضع زرع من مرحلتين مع ترقيع العظام في نفس الوقت باستخدام مصفوفة العاج المنزوع المعادن الذاتية المدمجة مع بروتين العظام البشري المورفوجينيك المعاد التركيب-2 (rhBMP-2). شملت معايير الاستبعاد ترقيعات العظام السابقة مع مواد مختلطة، أو سجلات متابعة غير مكتملة، أو عدم وجود تصوير مقطعي محوسب باستخدام شعاع المخروط (CBCT). تم تقييم النتائج السريرية بما في ذلك معامل استقرار الزرع (ISQ) في الجراحة الأولية والثانوية، ومدة الشفاء، وعرض العظام المقاس عبر CBCT. ميز التحليل بين الزراعات الموضوعة في الفك العلوي والسفلي، مع تصنيف إضافي للزراعات الفكية العلوية إلى مجموعات زيادة الارتفاع وترقيع الجيوب الأنفية، حيث كانت الأخيرة تعمل كتحكم بسبب عدم وجود ترقيع حول منطقة عنق الزرع.
النتائج
شملت الدراسة 30 مشاركًا (17 ذكرًا و13 أنثى، متوسط العمر 55.0 ± 8.8 سنة) الذين تلقوا ما مجموعه 96 زراعة أسنان، مع وضع 46 في الفك السفلي و50 في الفك العلوي. استخدمت الزراعات أسطحًا معالجة بالرمل وحمض، وتبعت بروتوكول من مرحلتين، محققة متوسط معامل استقرار الزرع (ISQ) قدره 75.5 ± 9.5 بعد فترة شفاء قدرها 82.4 ± 19.4 يومًا. من الجدير بالذكر أنه لم تكن هناك حالات فشل في الاندماج العظمي، وكانت جميع الأطراف الاصطناعية مؤمنة بعزم يتجاوز 50 Ncm. كانت فترة الشفاء أقصر بشكل ملحوظ في الفك السفلي (متوسط 20.9 يومًا أقل، p < 0.001)، وكان ISQ أقل في الفك العلوي (71.7 ± 9.4) مقارنة بالفك السفلي (80.9 ± 6.5، p < 0.001). بالإضافة إلى ذلك، بين الزراعات في الفك العلوي، أظهرت تلك التي تحتوي فقط على ترقيع الجيوب الأنفية استقرارًا أقل (p = 0.003). تم إجراء تحليل نسيجي على عينات الأنسجة من مريضين، كاشفًا عن شفاء عظمي تحفيزي في كل من الفك السفلي والفك العلوي. في الفك السفلي، أظهرت العينات المأخوذة بعد 70 يومًا تكوين عظام توصيلية وتحفيزية، مع حدود غير واضحة بين مصفوفة العاج المنزوع المعادن (DDM) والعظام الجديدة. في الفك العلوي، أظهرت العينات بعد 101 يوم خصائص تحفيزية مشابهة، مع هياكل تشبه نقي العظام. أظهر تلوين الأوستيوكالسين وجود خلايا إيجابية OCN حول الخلايا العظمية في العظام الجديدة في كلا الموقعين. كشف تلوين BMP-2 عن وجود وفرة من الخلايا الإيجابية BMP-2 في الأنسجة الليفية بين جزيئات DDM والعظام الجديدة، على الرغم من عدم تحديد BMP-2 بشكل خاص في العظام الجديدة نفسها.
المناقشة
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون فعالية AutoBT.BMP، وهو مركب من مصفوفة العاج المنزوع المعادن (DDM) وبروتين العظام البشري المورفوجينيك المعاد التركيب-2 (rhBMP-2)، كمادة ترقيع عظام لزراعات الأسنان. تدعم النتائج الفرضية القائلة بأن AutoBT.BMP يعزز الاندماج العظمي، كما يتضح من نجاح اندماج الزرع دون فشل والحفاظ على حجم العظام بشكل مرضٍ. أشارت التقييمات النسيجية إلى أن DDM تعمل كبديل قابل للتطبيق للعظام الذاتية، مما يعزز تمايز الخلايا العظمية وزيادة التوعية في موقع الترقيع، مما قد يسهل تقليل فترة الشفاء التقليدية للعظام.
أفادت الدراسة بأن جميع الزراعات حققت حد أدنى من قوة الثبات الأولية قدره 30 Ncm، مع إجراء الجراحة الثانوية بعد متوسط شهرين للفك السفلي وثلاثة أشهر للفك العلوي. من الجدير بالذكر أن متوسط معامل استقرار الزرع (ISQ) المسجل خلال الجراحة الثانوية كان 75.5، مما يدل على نجاح الاندماج العظمي. أشار المؤلفون إلى أن الهيكل النانوي لـ DDM ومصفوفته الغنية بالكولاجين توفر ملف إطلاق مستقر لـ rhBMP-2، مما قد يقلل من الآثار السلبية المرتبطة بحوامل أخرى. على الرغم من النتائج الواعدة، تعترف الدراسة بالقيود، بما في ذلك عدم وجود مجموعة تحكم وحجم عينة صغير للتحليل النسيجي، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من الدراسات الاستباقية للتحقق من هذه النتائج واستكشاف التطبيقات الأوسع لـ DDM/rhBMP-2 في تجديد العظام.
DOI: https://doi.org/10.1007/s13770-024-00689-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39825990
Publication Date: 2025-01-18
Author(s): Jeong‐Kui Ku et al.
Primary Topic: Dental Implant Techniques and Outcomes
Overview
This retrospective study investigates the use of demineralized dentin matrix (DDM) combined with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) to enhance osseointegration during dental implant placement, potentially reducing the traditional healing period of 4 to 9 months. The study involved 30 patients (17 male, 13 female; mean age 55.0 ± 8.8 years) who required bone grafts due to implant fixture exposure, resulting in the placement of 96 implants using a two-stage protocol with DDM/rhBMP-2 grafts. Early loading was performed at two months for mandibular implants and three months for maxillary implants, with clinical outcomes assessed through implant stability quotient values, healing periods, bone width, and marginal bone levels via cone-beam computed tomography.
The results indicated that all implants successfully supported final prosthetics with a torque of 50 Ncm, and there were no osseointegration failures. The average healing periods were significantly reduced to 69.6 days for the mandible and 90.5 days for the maxilla, with secondary stability values being notably higher in the mandible (80.7 ± 6.7) compared to the maxilla (73.0 ± 9.2, p < 0.001). Histological analysis corroborated these findings, revealing new bone formation and increased vascularization. The study concludes that the use of DDM/rhBMP-2 grafting significantly shortens the healing period, facilitating early loading while achieving stable and favorable clinical outcomes.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of autogenous bone grafts in bone induction, highlighting their essential properties: osteogenesis, osteoconduction, and osteoinduction. Despite their advantages, the use of autogenous grafts is limited due to the need for harvesting from the patient, which can lead to complications such as increased surgical time, blood loss, and donor site morbidity. Consequently, there has been considerable interest in developing alternatives, such as demineralized dentin matrix (DDM), which retains osteoinductive properties and can serve as a carrier for recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2).
DDM is characterized by its collagen-rich structure and microporous dentinal tubules, which facilitate the release of intrinsic growth factors. Studies indicate that DDM combined with rhBMP-2 enhances bone formation and osteocyte embedding compared to DDM alone. The paper posits that using DDM with rhBMP-2 may allow for earlier loading of dental implants, potentially reducing the traditional healing period. The authors aim to demonstrate that grafting DDM with rhBMP-2 at the time of implant placement can lead to improved clinical outcomes and expedited healing timelines.
Methods
In this study, all procedures were conducted in accordance with ethical guidelines established by institutional and national committees for human experimentation, adhering to the Helsinki Declaration (1975, revised 2008). Informed consent was obtained from all participants, and the study received approval from the Jeonbuk National University Hospital Institutional Review Board (IRB No. 2022-09-063). The research involved a retrospective review of medical records from January 2020 to September 2022, with specific inclusion criteria for participants, including age over 20, absence of uncontrolled systemic diseases, and the requirement for bone grafting due to implant fixture exposure in the posterior mandible or maxilla.
Participants were included if they underwent two-stage implant placement with simultaneous bone grafting using autogenous demineralized dentin matrix combined with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2). Exclusion criteria encompassed prior bone grafts with mixed materials, incomplete follow-up records, or lack of cone-beam computed tomography (CBCT) imaging. Clinical outcomes assessed included implant stability quotient (ISQ) at primary and secondary surgeries, healing duration, and bone width measured via CBCT. The analysis differentiated between implants placed in the maxilla and mandible, with further categorization of maxillary implants into ridge augmentation and sinus grafting groups, the latter serving as a control due to the absence of grafting around the fixture neck area.
Results
The study involved 30 participants (17 males and 13 females, mean age 55.0 ± 8.8 years) who received a total of 96 dental implants, with 46 placed in the mandible and 50 in the maxilla. The implants utilized sandblasted, acid-etched surfaces and followed a two-stage protocol, achieving an average implant stability quotient (ISQ) of 75.5 ± 9.5 after a healing period of 82.4 ± 19.4 days. Notably, there were no instances of implant osseointegration failure, and all prostheses were secured with a torque exceeding 50 Ncm. The healing period was significantly shorter in the mandible (average 20.9 days less, p < 0.001), and the ISQ was lower in the maxilla (71.7 ± 9.4) compared to the mandible (80.9 ± 6.5, p < 0.001). Additionally, among the implants in the maxilla, those with only sinus grafting exhibited lower stability (p = 0.003). Histological analysis was conducted on tissue samples from two patients, revealing osteoinductive bone healing in both the mandible and maxilla. In the mandible, samples taken at 70 days showed osteoconductive and osteoinductive bone formation, with indistinct boundaries between demineralized dentin matrix (DDM) and new bone. In the maxilla, samples at 101 days demonstrated similar osteoinductive properties, with structures resembling bone marrow. Osteocalcin staining indicated the presence of OCN-positive cells around osteocytes in newly formed bone in both locations. BMP-2 staining revealed abundant BMP-2-positive cells in fibrous tissues between DDM particles and new bone, although BMP-2 was not specifically identified in the newly formed bone itself.
Discussion
In this study, the authors investigated the efficacy of AutoBT.BMP, a composite of demineralized dentin matrix (DDM) and recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2), as a bone graft material for dental implants. The findings support the hypothesis that AutoBT.BMP enhances osseointegration, as evidenced by successful implant integration without failures and satisfactory bone volume maintenance. Histological evaluations indicated that DDM serves as a viable alternative to autogenous bone, promoting osteoblast differentiation and vascularization at the graft site, which may facilitate a reduction in the traditional bone healing period.
The study reported that all implants achieved a minimum initial fixation strength of 30 Ncm, with secondary surgeries performed after an average of 2 months for the mandible and 3 months for the maxilla. Notably, the average implant stability quotient (ISQ) recorded during secondary surgery was 75.5, indicating successful osseointegration. The authors highlighted that DDM’s nanoporous structure and collagen-rich matrix provide a stable release profile for rhBMP-2, potentially mitigating adverse effects associated with other carriers. Despite the promising results, the study acknowledges limitations, including the absence of a control group and a small sample size for histological analysis, suggesting the need for further prospective studies to validate these findings and explore the broader applications of DDM/rhBMP-2 in bone regeneration.