botiss® cerabone®/botiss® maxresorb®

Aumento de tejido duro: una descripción general de las técnicas regenerativas en odontología

Un ensayo científico de Ralf Smeets, Alemania

La corrección de la reducción cuantitativa o cualitativa del lecho óseo antes del implante puede mejorar mucho el resultado del implante. Además del estándar de referencia del injerto óseo autólogo, los materiales de sustitutos óseos actualmente disponibles para esta finalidad se pueden subdividir en materiales alogénicos, xenogénicos y aloplásticos. Los desarrollos en el campo de los BSM sintéticos están cambiando continuamente, y la selección de materiales adecuados depende de la indicación, la disponibilidad y el plan de tratamiento individual. El objetivo común de estos BSM es lograr un anclaje estable y a largo plazo de los implantes en el hueso. Un conocimiento de las ventajas y limitaciones de sus propiedades principales en relación con la osteoconducción, la osteoinducción y la osteogénesis, y la selección correcta en función de estos datos, puede garantizar un tratamiento basado en pruebas de gran calidad.

Autor: Ralf Smeets

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

Médico ejecutivo superior y Director de investigación, Centro Médico Universitario Hamburg-Eppendorf, Director del Neurocentro de la Clínica y Consultas externas para cirugía oral y maxilofacial, Hamburgo (Alemania). Estudió química (tema de especialidad: química macromolecular) y medicina humana y odontología en la Universidad RWTH Aachen. Especialista en cirugía oral y maxilofacial. Dentista especializado en cirugía oral, premio Hans-von-Seemen otorgado por la Asociación Alemana de Cirugía Plástica y Restauradora. Desde 2011, Médico ejecutivo superior y Director de investigación de la Clínica y Consultas externas de Cirugía oral y maxilofacial, Centro Médico Universitario Hamburg-Eppendorf. 2011 W2 Profesor universitario de Cirugía oral y maxilofacial en la Facultad de Medicina de la Universidad de Hamburgo.

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Introducción

Además de la necesidad de integridad física y mecánica y de estabilidad desde el punto de vista de la moldeabilidad correcta durante la aplicación, el soporte de la carga temprana y la porosidad ideal, el enfoque del esfuerzo investigador actual está en el desarrollo de parámetros biomoleculares óptimos en el área de la osteogénesis (formación ósea en el injerto mediante osteoblastos), la osteoconducción (creación de una estructura para la vascularización del hueso adyacente) y la osteoinducción (diferenciación de células mesenquimales multipotentes en osteoblastos, por proteínas ligadas al injerto). En una situación ideal, estos parámetros interactúan para lograr la osteointegración satisfactoria del BSM durante la cicatrización. En este caso, la unión directa del material de sustituto óseo con el hueso sano adyacente sin la formación de una capa de separación de tejido conjuntivo puede crear la mejor base posible para una colocación de implante satisfactoria a largo plazo. Las indicaciones relacionadas con el implante determinadas por el dentista para el uso de materiales de sustitutos óseos implican, sobre todo, defectos óseos horizontales y verticales de la cresta alveolar.

Materiales de sustitutos óseos autólogos

El hueso autólogo se considera el estándar de referencia para las técnicas de aumento de tejido duro. Aparte de la interacción fisiológica entre los parámetros físicos y mecánicos antes mencionados y el rendimiento extraordinario desde el punto de vista de la osteoinducción, la osteoconducción y la osteogénesis, el uso de hueso autólogo evita complicaciones como las reacciones inmunes humorales y celulares contrarias y la transmisión de enfermedades. No obstante, el uso de estos injertos está asociado con determinadas limitaciones: Estas incluyen la necesidad de un segundo lugar de intervención con riesgos adicionales como, por ejemplo, inflamación, dolor o trastornos sensoriales en el lugar de recolección. Dependiendo del lugar de recolección (retromolar, sínfisis mandibular, cresta ilíaca), deberán tenerse en cuenta las ventajas y desventajas específicas en relación con la diversa significación biológica y al posible volumen de reconstrucción1,2. Aunque el hueso autógeno sigue considerándose el estándar de referencia para el éxito a largo plazo del implante, estudios que implican indicaciones específicas, como el aumento lateral o la elevación sinusal, han demostrado que el uso de materiales de sustitutos óseos puede lograr resultados equivalentes. Además, el procedimiento de recolección de hueso autógeno puede prolongar de manera significativa el tiempo de operación y la tasa de hospitalización en casos de recolección ósea de la cresta ilíaca3,4.

Materiales de sustitutos óseos alogénicos

Para hacer frente a la morbilidad del donante asociada con el uso de injertos autógenos, se puede plantear el uso de injertos alogénicos. Alogénico describe la transferencia del injerto entre personas genéticamente diferentes. Como los injertos se consideran productos médicos autorizados, por ejemplo, por el Instituto Paul Ehrlich de Alemania o por bancos de tejidos acreditados locales, se garantiza que su uso sea seguro tanto para el dentista como para el paciente. Sin embargo, el riesgo de infección resultante de la transferencia de tejido biológico de humano a humano, así como los riesgos de fracturas o pseudoartrosis asociados con un injerto alogénico, no se pueden descartar del todo5. A través de estrictos análisis al donante y de protocolos de recuperación, así como de un entorno de procesamiento muy controlado, se hace frente a los riesgos de transmisión de enfermedades en cada paso. Hasta la fecha no hay casos conocidos de transmisión desencadenada por preparaciones de hueso liofilizado procesado en aplicaciones dentales. Se adoptan básicamente dos enfoques distintos para procesar los BSM alogénicos: El material se libera de una determinada sustancia ósea mineralizada mediante descalcificación para optimizar el potencial de osteoinducción de los factores de crecimiento restantes en el colágeno. Este enfoque de la matriz ósea desmineralizada (DBM, también conocido como aloinjerto liofilizado desmineralizado, DFDBA), se puede contrastar con el procesamiento de los componentes mineralizados del tejido del donante (aloinjerto óseo liofilizado mineralizado, FDBA). En este enfoque el tejido se libera de componentes potencialmente infecciosos o inmunológicamente activos. Esto deja la estructura ósea natural con la matriz trabecular, con preservación tanto de la fase orgánica (colágeno) como de la fase mineral.

Como las propiedades físicas y mecánicas son equivalentes a las del injerto autógeno, el BSM alogénico se considera comparable al hueso autólogo en relación con su potencial de osteoconductividad. Un material sustituto óseo de origen humano que está disponible en muchos países europeos es el producto maxgraft® de botiss biomaterials GmbH. Este sustituto óseo alogénico procesado está disponible en diferentes  formas estandarizadas de gránulos, bloques, anillos, etc. o alternativamente como injerto de bloque individualmente fresado y conformado, así que se puede usar para diversas indicaciones. En caso de defectos grandes, se puede preparar una matriz tipo bloque a partir del hueso del donante humano procesado, evitando así la recolección invasiva de hueso de la cresta ilíaca y las áreas craneales. Tras la selección del donante de órgano y el examen al donante en busca de agentes infecciosos como VIH, VHB y VHC, el BSM se somete a una limpieza, preparación y esterilización químicas. Una solución adaptada al defecto individual implica el uso de un bloque de hueso específico del paciente que se planifica a partir de la toma de imágenes y luego se fresa (maxgraft® bonebuilder, botiss biomaterials GmbH). Como solución de injerto alogénico individual, los implantes individuales personalizados para el paciente se pueden crear mediante escaneo CBCT en la técnica CADCAM. Son construidos por botiss y luego fabricados por “Cells and Tissuebank Austria (CTBA)”. Como estructura de anillo prefabricada (maxgraft® bonering), el injerto alogénico suministrado por la empresa botiss permite que el aumento óseo y el implante tengan lugar al mismo tiempo, evitando la necesidad de un segundo procedimiento. Estos injertos se pueden usar en aumentos de suelo sinusal o defectos óseos horizontales y verticales con colocación de implante simultánea. Las conclusiones de la literatura más reciente muestran resultados comparables con el uso de BSM alogénicos desmineralizados en aumentos de suelo sinusal. Los resultados de estudios basados en pruebas también apoyan el uso de este tipo de BSM para el aumento de cresta alveolar, los defectos intraóseos y la colación de implantes6-9.

Materiales de sustitutos óseos xenogénicos

En contraste con un BSM alogénico, el tejido xenogénico es de origen animal o vegetal. En este contexto, los BSM de origen bovino son de lejos los materiales más ampliamente usados. Como con los materiales de sustitutos óseos alogénicos, el componente de la matriz se deja en su sitio durante el procesamiento de injertos xenogénicos para controlar la osteoconducción. El marco trabecular permanece tras el procesamiento térmico. Aquí, la osteoconductividad del tejido como estructura para la formación de los vasos y el posterior crecimiento interno de osteoblastos en el injerto son especialmente ventajosos. En consecuencia, se desactivan los componentes efectivos biomoleculares, dejando una matriz de cerámica de hidroxiapatita. La falta de transmisión de patógenos debido al proceso de desactivación es especialmente beneficiosa. Además, la acción inmunológica se puede considerar baja. La mayoría de los productos disponibles comercialmente están diseñados para crear una matriz trabecular para la formación de hueso nuevo Un ejemplo es cerabone® (botiss biomaterials GmbH), un material procesado a partir de hueso bovino. También hay disponibles materiales de sustitutos óseos obtenidos de hueso equino o de algas marinas. Con diferencia, la prueba más científica está disponible para el grupo de BSM xenogénicos bovinos. El material óseo bovino posee propiedades físicas y mecánicas que son similares a las del hueso humano, por tanto se pueden lograr resultados comparables desde el punto de vista de la osteoconducción y la vascularización.

cerabone® se prepara mediante un proceso de alta temperatura único que elimina de forma fiable los agentes infecciosos potenciales mientras, al mismo tiempo, preserva la estructura ósea esponjosa natural. Debido a la estructura de apoyo trabecular restante se puede lograr un mantenimiento del volumen del sustituto óseo original10, 11. Las ventajas de cerabone® incluyen su alta pureza y mantenimiento de volumen, una estructura de poros interconectados y la minimización del riesgo de infección mediante su procesamiento12. Una característica común a todos los BSM de origen bovino es el potencial de remodelado comparativamente bajo durante la cicatrización. En consecuencia, el material de sustituto óseo permanece in situ como una estructura osteoconductiva lentamente reabsorbible.

Materiales de sustitutos óseos aloplásticos

El sustituto óseo aloplástico se compone de materiales producidos sintéticamente. Imitando la matriz ósea trabecular de hueso humano, el material sintético posee capacidades osteoconductivas y osteointegradoras similares. Dependiendo del material de inicio, los materiales aloplásticos se pueden dividir de la siguiente forma: cerámicas (fosfato tricálcico, hidroxiapatita, biovidrios, ionómeros de vidrio), polímeros (polimetilmetacrilato, polilactidas/poliglicólicos y otros copolímeros), cementos (cementos de fosfato de calcio) y metales (titanio). La durabilidad y la reabsorbilidad son especialmente  importantes a la hora de seleccionar estos materiales.

Cerámicas

Las cerámicas de hidroxiapatita aloplásticas [Ca10(PO4)6(OH)2] son las representantes más comunes de este grupo. La sinterización de fosfatos de calcio (hidroxiapatita (HA), fosfato alfatricálcico (α-TCP) y fosfato betatricálcico (β-TCP)) produce una matriz biocompatible, no inmunogénica y lentamente absorbible con propiedades osteoconductoras y osteointegradoras13-16. Como la hidroxiapatita en forma cristalina ofrece la base para la sustancia dura del hueso humano, constituyendo casi el 40% de su contenido, las cerámicas de este tipo son candidatos probables para su uso en sustituciones óseas. Las técnicas de sinterización innovadoras pueden crear condiciones que sean favorables para la osteointegración y la biodegradación. Aquí, los diámetros de poros de 150–600 μm se consideran ideales para estos fines14.

Un representante totalmente sintético disponible comercialmente de este grupo es maxresorb® (botiss biomaterials GmbH). Compuesto de un 60% de hidroxiapatita (HA) y de un 40% de fosfato betatricálcico (ß-TCP), maxresorb® posee una estructura de poros de interconexión uniforme gracias al proceso de fabricación estandarizado. Con tamaños de poros que van de 200 a 800 μm y una porosidad general de ~80%, ofrece una estructura ideal para la vascularización y la migración de células.18

Indicaciones para el dentista en la práctica

Volviendo a las indicaciones inicialmente mencionadas para el uso de materiales de sustitutos óseos en implantología, se pueden realizar las siguientes recomendaciones basándose en la última directriz de "Indicaciones relacionadas con implantología para el uso de materiales de sustitutos óseos”:

Defecto de dehiscencia (defecto intraóseo): en la mayoría de los casos, el uso de los BSM produce la regeneración completa del defecto.

Defectos horizontales/verticales: el uso de los BSM produjo ganancias dimensionales horizontales (3,6-5,6 mm) y verticales (2,0-5,6 mm) tras 6 meses con valores de menos del 5 % para aumento y pérdidas de implantes. Los BSM xenogénicos fueron superiores a los injertos alogénicos en relación con el hueso recién formado.

Elevación del suelo del seno: los BSM xenogénicos (95,6%) y BSM alogénicos (93,3%) fueron superiores a los materiales aloplásticos (81%).

Elevación del suelo del seno externo: el uso de BSM produjo una tasa de supervivencia de los implantes acumulativa de casi el 97%. El hueso autólogo es inferior a los injertos con partículas.

Elevación del suelo del seno interno: el uso de los BSM produjo una tasa de supervivencia de los implantes del 94,8-100%. No se dio ninguna recomendación general para el uso de BSM en este contexto.

Por tanto, se puede presuponer que el uso de materiales de sustitutos óseos aloplásticos puede lograr muy buenos resultados, especialmente en el tratamiento de defectos de dehiscencia (hasta una altura de 8 mm) y también en las elevaciones del suelo del seno. Los aumentos con injertos puramente alogénicos en toda la situación vertical-horizontal y para defectos relativamente grandes deben tratarse de forma más crítica. Las recomendaciones actuales señalan los beneficios de suplementación aditiva con BSM alogénicos en procedimientos con materiales de sustitutos óseos autólogos. Los defectos extensos deben normalmente reconstruirse con BSM de grandes poros, idealmente con diámetros de poros en el intervalo de 150 a 600 μm, para facilitar una mejor neovascularización, la permeabilización de las células y la osteoconducción.

Resumen

Dependiendo de la indicación individual, el dentista puede actualmente elegir entre una amplia gama de materiales de sustitutos óseos basados en la evidencia. Tanto los BSM naturales como alogénicos se pueden generalmente usar, por sí mismos o como complemento del hueso endógeno, para la reconstrucción de defectos de la mandíbula. Con este fin, las ventajas y desventajas y las posibles contraindicaciones de los grupos de materiales correspondientes deberán evaluarse y usarse según cada caso. Antes de planificar el tratamiento, el dentista debe realizar una evaluación individual, orientada al paciente, de la eficacia osteogénica y los riesgos relativos para el paciente que surjan del uso de materiales de sustitutos óseos xenogénicos o alogénicos. Debido a la complejidad y a la diversidad del tema de los "materiales de sustitutos óseos", un informe detenido e integral del paciente es muy importante antes de cualquier medida de aumento, independientemente del material que se acabe utilizando. Las contraindicaciones relativas y, allí donde corresponda, las contraindicaciones absolutas al uso de materiales aloplásticos son un paciente con deficiencias inmunitarias (inmunodeficiencia, polimorfismos de interleucina-1), normalmente una higiene bucal deficiente (estado dental que no merezca la pena conservar, periodontitis crónica grave), tratamiento con medicamentos que inhiban la resorción ósea (bisfosfonatos) y radioterapia oral-maxilofacial anterior.

Por último, debe señalarse que la técnica correcta es de crucial importancia cuando se utilice el material de sustituto óseo correspondiente. Aparte de la elección del material de sustituto óseo adecuado, los factores clave para el éxito a largo plazo del implante son la aplicación de la membrana, las incisiones adecuadas y el tratamiento de los tejidos blandos.

Referencias

1 Z. Sheikh, S. Najeeb, Z. Khurshid, V. Verma, H. Rashid, and M. Glogauer, “Biodegradable Materials for Bone Repair and Tissue Engineering Applications,” Materials 8(9), 5273 (2015). 2 E. Tolman, “Reconstructive procedures with endosseous implants in grafted bone: a review of the literature,” Int J Oral Maxillofac Implants 10(3), 275-294 (1995). 3 E.Nkenke and F. Stelzle, “Clinical outcomes of sinus floor augmentation for implant placement using autogenous bone or bone substitutes: a systematic review,” Clin Oral Implants Res 20 Suppl 4(124-133 (2009). 4 M. Peleg, A. K. Garg, C. M. Misch, and Z. Mazor, “Maxillary sinus and ridge augmentations using a surface-derived autogenous bone graft,” J Oral Maxillofac Surg 62(12), 1535-1544 (2004). 5 K. U. Gomes, J. L. Carlini, C. Biron, A. Rapoport, and R. A. Dedivitis, “Use of allogeneic bone graft in maxillary reconstruction for installation of dental implants,” J Oral Maxillofac Surg 66(11), 2335-2338 (2008). 6 G. Chaushu, O. Mardinger, S. Calderon, O. Moses, and J. Nissan, “The use of cancellous block allograft for sinus floor augmentation with simultaneous implant placement in the posterior atrophic maxilla,” J Periodontol 80(3), 422-428 (2009). 7 G. Chaushu, M. Vered, O. Mardinger, and J. Nissan, “Histomorphometric analysis after maxillary sinus floor augmentation using cancellous bone-block allograft,” J Periodontol 81(8), 1147-1152 (2010). 8 A. Acocella, R. Bertolai, E. Ellis, 3rd, J. Nissan, and R. Sacco, “Maxillary alveolar ridge reconstruction with monocortical fresh-frozen bone blocks: a clinical, histological and histomorphometric study,” J Craniomaxillofac Surg 40(6), 525-533 (2012). 9 R. A. Wood and B. L. Mealey, “Histologic comparison of healing after tooth extraction with ridge preservation using mineralized versus demineralized freeze-dried bone allograft,” J Periodontol 83(3), 329-336 (2012). 10 F. Riachi, N. Naaman, C. Tabarani, N. Aboelsaad, M. N. Aboushelib, A. Berberi, and Z. Salameh, “Influence of material properties on rate of resorption of two bone graft materials after sinus lift using radiographic assessment,” Int J Dent 2012(737262 (2012). 11 D. Panagiotou, E. Ozkan Karaca, S. Dirikan Ipci, G. Cakar, V. Olgac, and S. Yilmaz, “Comparison of two different xenografts in bilateral sinus augmentation: radiographic and histologic findings,” Quintessence Int 46(7), 611-619 (2015). 12 D. Tadic and M. Epple, “A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone,” Biomaterials 25(6), 987-994 (2004). 13 M. Bohner, “Calcium orthophosphates in medicine: from ceramics to calcium phosphate cements,” Injury 31 Suppl 4(37-47 (2000). 14 H. Schliephake, N. Zghoul, V. Jager, M. van Griensven, J. Zeichen, M. Gelinsky, and T. Wulfing, “Effect of seeding technique and scaffold material on bone formation in tissue-engineered constructs,” J Biomed Mater Res A 90(2), 429-437 (2009). 15 S. Takagi, L. C. Chow, M. Markovic, C. D. Friedman, and P. D. Costantino, “Morphological and phase characterizations of retrieved calcium phosphate cement implants,” J Biomed Mater Res 58(1), 36-41 (2001). 16 R. Smeets, A. Kolk, M. Gerressen, O. Driemel, O. Maciejewski, B. Hermanns-Sachweh, D. Riediger, and J. M. Stein, “A new biphasic osteoinductive calcium composite material with a negative Zeta potential for bone augmentation,” Head Face Med 5(13 (2009). 17 M. Hallman and T. Nordin, “Sinus floor augmentation with bovine hydroxyapatite mixed with fibrin glue and later placement of nonsubmerged implants: a retrospective study in 50 patients,” Int J Oral Maxillofac Implants 19(2), 222-227 (2004). 18 K. Zurlinden, M. Laub, D. S. Dohle, and H. P. Jennissen, “Immobilization and Controlled Release of Vascular (VEGF) and Bone Growth Factors (BMP-2) on Bone Replacement Materials,” in Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik, (2012), p. 989.