botiss® cerabone®/botiss® maxresorb®

Augmentation des tissus durs – un aperçu des techniques de régénération en dentisterie

Une étude scientifique par Ralf Smeets, Allemagne

La correction qualitative ou quantitative d'une réduction dans le site osseux avant l'implantation peut grandement améliorer les résultats de l'implant. En plus du gold standard de la greffe de tissu osseux autologue, les substituts osseux actuellement disponibles peuvent être sous-divisés en matériaux allogéniques, xénogéniques et alloplastiques. Les développements dans le domaine des substituts osseux synthétiques sont en constante évolution, et la sélection de matériaux appropriés dépend de l'indication, de la disponibilité et du plan de traitement individuel. L'objectif commun de ces substituts osseux est d'obtenir un ancrage stable et à long terme des implants dans le tissu osseux. Une connaissance de ces avantages et des limitations de leurs propriétés principales en termes d'ostéoconduction, d'ostéoinduction et d'ostéogénèse, et la sélection adéquate, basée sur ces connaissances, peut garantir une haute qualité et un traitement basé sur des données factuelles.

Auteur : Ralf Smeets

Prof. Ralf Smeets 
Dr. med. Dr. med. dent

Médecin chef et responsable de la recherche au centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf, responsable du Neurocenter of the Clinic and Outpatients for Oral and Maxillofacial Surgery, Hambourg, Allemagne. Études de la chimie (spécialité : chimie macromoléculaire) et de la médecine humaine et dentaire à l'Université RWTH d'Aachen. Spécialiste en chirurgie maxillo-faciale et buccale. Dentiste spécialisé en chirurgie buccale ayant reçu le Prix Hans-von-Seemen décerné par l'Association allemande de chirurgie plastique et de restauration. Depuis 2011, Médecin chef et responsable de la recherche à la clinique et l’unité ambulatoire pour la chirurgie buccale et maxillo-faciale, centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf. 2011 W2 Professeur de chirurgie maxillo-faciale et buccale à la faculté de médecine de l'Université de Hambourg.

Produits associés

Introduction

En plus de la nécessité d'une intégrité physique et mécanique et d'une stabilité en termes de moulabilité adéquate lors de l'application, de la mise en charge initiale et de la porosité idéale, les efforts de recherche actuels portent sur le développement de paramètres biomoléculaires optimaux dans le domaine de l'ostéogénèse (formation osseuse dans la greffe par les ostéoblastes), l'ostéoconduction (création d'un échafaudage pour la vascularisation de l'os adjacent) et l'ostéoinduction (différenciation des cellules mésenchymateuses multipotentes en ostéoblastes par des protéines liées à la greffe). Dans un scénario idéal, ces paramètres interagissent pour obtenir une ostéointégration réussie du substitut osseux au cours de la cicatrisation. Dans ce cas, la liaison directe du substitut osseux à l'os sain adjacent sans formation d'une couche de séparation de tissu conjonctif peut créer la meilleure base possible pour la réussite d’une implantation à long terme. Les indications liées à l'implant déterminées par le dentiste pour l'utilisation de substitut osseux impliquent principalement des défauts osseux horizontaux et verticaux de la crête alvéolaire.

Substituts osseux autogènes

L'os autogène est considéré comme le gold standard des techniques d'augmentation des tissus durs. Outre l'interaction physiologique entre les paramètres physiques et mécaniques susmentionnés et une performance remarquable en termes d'ostéoinduction, d'ostéoconduction et d'ostéogenèse, l'utilisation d'os autologue évite les complications telles que les réactions immunitaires cellulaires et humorales contraires et la transmission de maladies. Cependant, l'utilisation de ces greffes est associée à certaines limitations : Celles-ci incluent la nécessité d'un deuxième site d'intervention avec des risques supplémentaires tels que l'inflammation, la douleur ou des troubles sensoriels sur le site de prélèvement. En fonction du site de prélèvement (rétromolaire, symphyse mandibulaire, crête iliaque), des avantages et inconvénients spécifiques devront être pris en compte, en respectant l’importance significative des différences biologiques et du volume de reconstruction possible1,2. Bien que l'os autogène soit toujours considéré comme le gold standard pour la réussite à long terme de l'implant, des études portant sur des indications spécifiques, telles que l'augmentation latérale ou l'élévation du sinus, ont démontré que l'utilisation de substituts osseux peut donner des résultats équivalents. De plus, la procédure de prélèvement osseux autogène peut prolonger significativement le temps opératoire et le taux d'hospitalisation dans les cas de prélèvement osseux au niveau de la crête iliaque3,4.

Substituts osseux allogéniques

Afin de faire face à la morbidité des donneurs associée à l'utilisation de greffes autogènes, l'utilisation de greffes allogéniques peut être envisagée. Le terme allogénique décrit le transfert de la greffe entre des individus génétiquement différents. Comme la greffe compte parmi les médicaments autorisés, par exemple par le Paul Ehrlich Institute en Allemagne ou des banques de tissus locales accréditées, leur utilisation est garantie pour le thérapeute et le patient. Cependant, le risque d'infection résultant du transfert de tissus biologiques d'un être humain à un autre, ainsi que les risques de fractures ou de pseudarthroses associés à une greffe allogénique ne peuvent pas être totalement exclus5. Grâce à des protocoles rigoureux de dépistage et de récupération des donneurs, ainsi qu'à un environnement de traitement hautement contrôlé, les risques de transmission de maladie sont évités à chaque étape. À ce jour, il n'y a pas de cas connus de transmission provoquée par des préparations osseuses traitées et lyophilisées dans des applications dentaires. Deux approches distinctes peuvent être adoptées pour le traitement des substituts osseux allogéniques : Le matériau est débarrassé d'une substance osseuse minéralisée par procédé de décalcification afin d'optimiser le potentiel d'ostéoinduction des facteurs de croissance restant dans le collagène. Cette approche de la matrice osseuse déminéralisée (également connue sous le nom d'allogreffe osseuse lyophilisée déminéralisée) peut être comparée au traitement des composants minéralisés du tissu du donneur (allogreffe osseuse lyophilisée minéralisée). Dans cette approche, le tissu est libéré des constituants potentiellement infectieux ou immunologiquement actifs. Cela laisse la structure osseuse naturelle avec la matrice trabéculaire, avec la préservation à la fois de la phase organique (collagène) et de la phase minérale.

Les propriétés physiques et mécaniques étant équivalentes à celles de la greffe autogène, le substitut osseux allogénique est considéré comme comparable à l'os autologue en ce qui concerne son potentiel d'ostéoconductivité. L’un des substituts osseux d'origine humaine disponible dans de nombreux pays européens est le produit maxgraft® de botiss biomaterials GmbH. Ce substitut osseux allogénique transformé est disponible sous différentes  formes standardisées de granules, de blocs, d'anneaux, etc., ou en tant que greffe de bloc usiné et façonné individuellement, et peut donc être utilisé pour diverses indications. En cas de larges défauts, une matrice en forme de bloc peut être préparée à partir d’os traité provenant d’un donneur humain, évitant ainsi le prélèvement invasif des os de la crête iliaque ou des zones crâniennes. Après la sélection des donneurs d'organes et le dépistage d'agents infectieux chez les donneurs comme le VIH, le VHB et le VHC, le substitut osseux subit un nettoyage chimique, une préparation et une stérilisation. Une solution adaptée à chaque défaut implique l'utilisation d'un bloc osseux spécifique au patient, planifié sur la base de l'imagerie puis usiné (maxgraft® bonebuilder, botiss biomaterials GmbH). Comme une solution de greffe allogénique individuelle, les blocs osseux individuels personnalisés pour le patient peuvent être créés par l'intermédiaire d'un scannage CBCT dans la technique CADCAM. Ils sont construits par botiss et ensuite produits par « Cells and Tissuebank Austria (CTBA) ». En tant que structure en anneau préfabriqué (maxgraft® bonering), la greffe allogénique fournie par la compagnie botiss permet de procéder simultanément à l'augmentation osseuse et à la pose de l’implant, évitant ainsi la nécessité d'une deuxième intervention. Ces greffes peuvent être utilisées dans les augmentations de plancher sinusien ou dans les défauts osseux horizontaux et verticaux avec l'utilisation simultanée d'un implant. Les derniers résultats de la littérature montrent des résultats comparables à l'utilisation du substitut osseux allogénique déminéralisé dans les augmentations du plancher sinusien. Les résultats d'études fondées sur des données factuelles soutiennent également l'utilisation de ce type de substitut osseux pour les augmentations de la crête alvéolaire, les défauts intra-osseux et les poses d'implants6-9.

Substituts osseux xénogéniques

Contrairement à un substitut osseux allogénique, le tissu xénogénique est d'origine animale ou végétale. Dans ce contexte, les substituts osseux d'origine bovine sont de loin les matériaux les plus utilisés. Comme pour les substituts osseux allogéniques, le composant de matrice est laissé en place pendant le traitement des greffes xénogéniques afin de contrôler l'ostéoconduction. La structure trabéculaire reste en place après le traitement thermique. Ici, l'ostéoconductivité du tissu comme base pour la formation de vaisseaux et la croissance ultérieure d'ostéoblastes dans la greffe est particulièrement avantageuse. En conséquence, les composants biomoléculaires efficaces sont désactivés, laissant une matrice de céramique d'hydroxyapatite. L'absence de transmission d'agents pathogènes due à ce processus de désactivation est particulièrement bénéfique. De plus, l'action immunologique peut être considérée comme faible. La plupart des produits disponibles dans le commerce sont conçus pour créer une matrice trabéculaire pour la formation de nouveaux tissus osseux. Un exemple est le cerabone® (botiss biomaterials GmbH), un matériau formé à partir de tissu osseux d'origine bovine. Des substituts osseux obtenus à partir d’os de cheval ou d'algues marines sont également disponibles. Le groupe des substituts osseux xénogéniques d'origine bovine est de loin celui disposant du plus grand nombre de données scientifiques. Le tissu osseux d'origine bovine possède des propriétés physiques et mécaniques similaires à celles de l'os humain, ce qui permet d'obtenir des résultats comparables en termes d'ostéoconduction et de vascularisation.

cerabone® est préparé par un processus unique à haute température qui élimine de façon fiable de potentiels agents infectieux tout en préservant la structure osseuse spongieuse naturelle. En raison de la structure de soutien trabéculaire restante, le maintien du volume de substitut osseux d'origine peut être assuré10, 11. Les avantages de cerabone® comprennent sa pureté élevée et le maintien de son volume, une structure de pores interconnectés et la minimisation du risque d'infection par son traitement12. Une caractéristique commune à tous les substituts osseux d'origine bovine est le potentiel de remodelage relativement faible pendant la cicatrisation. En conséquence, le substitut osseux reste in situ sous forme de base ostéoconductrice à résorption lente.

Substituts osseux alloplastiques

Le substitut osseux alloplastique est constitué de matériaux synthétiques. En imitant la matrice osseuse trabéculaire de l'os humain, le matériau synthétique possède des capacités d'ostéoconduction et d'ostéointégration similaires. En fonction du matériau de départ, les matériaux alloplastiques peuvent être subdivisés de la façon suivante : céramiques (phosphate tricalcique, hydroxyapatite, verre biologique, ionomères de verre), polymères (polyméthacrylate de méthyle, polylactides/polyglycolides et autres copolymères), ciments (ciments de phosphate de calcium) et métaux (titane). La durabilité et la résorbabilité sont particulièrement  importantes lors de la sélection de ces matériaux.

Céramique

Les céramiques d'hydroxyapatite alloplastique [Ca10(PO4)6(OH)2] sont les représentants les plus courants de ce groupe. Le frittage des phosphates de calcium (hydroxyapatite (HA), phosphate alpha-tricalcique (α-TCP) et phosphate bêta-tricalcique (β-TCP)) produit une matrice biocompatible, non immunogène et à résorption lente avec des propriétés d'ostéoconduction et d'ostéointégration13-16. Étant donné que l'hydroxyapatite sous forme cristalline constitue la base de la substance dure de l'os humain, représentant environ 40 % de son contenu, les céramiques de ce type sont des solutions potentielles pour le remplacement osseux. Des techniques de frittage innovantes peuvent créer les conditions favorables à l'ostéointégration et à la biodégradation. Ici, les diamètres de pores de 150 à 600 μm sont considérés comme idéaux pour cette situation14.

Un des représentants de ce groupe entièrement synthétique disponible sur le marché est maxresorb® (botiss biomaterials GmbH). Comprenant 60 % d'hydroxyapatite (HA) et 40 % de phosphate bêta-tricalcique (ß-TCP), maxresorb® possède une structure de pores interconnectée grâce au processus de fabrication standardisé. Avec des tailles de pores allant de 200 à 800 μm et une porosité globale de ~80 %, il fournit une base adaptée pour la vascularisation et la migration cellulaire.18

Indications pour le dentiste en cabinet

Pour revenir aux indications mentionnées au départ concernant l’utilisation de substituts osseux en implantologie, les recommandations suivantes peuvent être formulées sur la base de la dernière directive « Indications liées à l'implantologie pour l'utilisation de matériaux de substitution osseuse » :

Défaut de déhiscence (défaut intra-osseux) : Dans la plupart des cas, l'utilisation de substituts osseux conduisait à une régénération complète des défauts.

Défauts horizontaux et verticaux : L'utilisation de substituts osseux a produit des gains de dimension horizontaux (3,6–5,6 mm) et verticaux (2,0–5,6 mm) après 6 mois avec des valeurs inférieures à 5 % pour l'augmentation et les pertes d'implants. Les substituts osseux xénogéniques étaient supérieurs aux greffes allogéniques en termes de tissu osseux nouvellement formé.

Élévation du plancher sinusien : Les substituts osseux xénogéniques (95,6 %) et les substituts osseux allogéniques (93,3 %) étaient supérieurs aux matériaux alloplastiques (81 %).

Élévation du plancher sinusien externe : L'utilisation de substituts osseux a conduit à un taux cumulé de survie des implants de presque 97 %. L'os autologue est inférieur aux greffes particulaires.

Élévation du plancher sinusien interne : L'utilisation de substituts osseux a conduit à un taux de survie des implants de 94,8-100 %. Aucune recommandation générale n'a été émise pour l'utilisation des substituts osseux dans ce contexte.

On peut donc supposer que l'utilisation de substituts osseux alloplastiques permet d'obtenir de très bons résultats, en particulier dans la prise en charge des défauts de déhiscence alvéolaire (jusqu'à une hauteur de 8 mm) et aussi dans les élévations du plancher sinusien. Les augmentations osseuses avec des greffes purement allogéniques dans toute la situation verticale-horizontale et pour des défauts assez importants doivent être traitées de façon plus critique. Les recommandations actuelles soulignent les avantages d'une supplémentation en additifs avec des substituts osseux allogéniques dans des procédures avec des substituts osseux autologues. Les défauts importants doivent généralement être reconstruits avec des substituts osseux à larges pores, idéalement avec des diamètres de pores compris entre 150 et 600 μm, afin de faciliter une meilleure néovascularisation, une pénétration cellulaire et une ostéoconduction.

Résumé

En fonction de l'indication individuelle, le dentiste peut actuellement choisir parmi une large gamme de substituts osseux basée sur des données factuelles. Les substituts osseux naturels et allogéniques peuvent essentiellement être utilisés pour la reconstruction des défauts de la mâchoire, que ce soit seuls ou en complément d'un os endogène. À cette fin, les avantages, les inconvénients et les contre-indications possibles des groupes de matériaux respectifs devront être évalués et utilisés au cas par cas. Avant de planifier le traitement, le dentiste doit procéder à une évaluation individuelle et centrée sur le patient de l'efficacité ostéogénique et des risques relatifs pour le patient découlant de l'utilisation de substituts osseux allogéniques ou xénogéniques. Compte tenu de la complexité et de la diversité du sujet des « substituts osseux », il est extrêmement important d'informer le patient de manière approfondie et compréhensive avant toute mesure d'augmentation osseuse, quel que soit le matériau qui sera finalement utilisé. Les contre-indications relatives et, le cas échéant, absolues à l'utilisation de matériaux alloplastiques sont : un patient immunodéprimé (immunodéficience, polymorphismes de l'interleukine-1), une hygiène bucco-dentaire généralement mauvaise (état dentaire ne méritant pas d'être préservé, une parodontite chronique sévère), un traitement avec des médicaments qui inhibent la résorption osseuse (bisphosphonates) et une radiothérapie oro-maxillo-faciale.

Enfin, il convient de souligner qu'il est essentiel de respecter la technique adaptéeselon le substitut osseux utilisé. Outre le choix d'un substitut osseux approprié, les facteurs clés pour le succès à long terme de l'implant sont l'application de la membrane, les incisions appropriées et la gestion des tissus mous.

Bibliographie

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