Una relazione clinica e ultrastrutturale

Sommario
Riassunto: in questo studio abbiamo analizzato la ricostruzione mandibolare dal punto di vista radiografico, morfologico e anche degli elementi costitutivi dell’osso, in pazienti affetti da parodontite, dopo inserimento di un  impianto endosseo in titanio. In particolare, abbiamo verificato che il carico sull’osso dovuto all’impianto in titanio ha indotto la ricostruzione osteogenica mandibolare..

Paziente: donna di 57 anni, fumatrice, che non ha controindicazioni per inserimento di impianti dentali, con 3 protesi dentali instabili. La paziente è stata sottoposta ad intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio (BANP IMPLANT S.R.L. Milan, MI, Italia) con la tecnica del carico immediato. Già al momento della visita a paziente era in terapia con farmaci beta-adrenergici.

Diagnosi: la paziente era affetta da parodontite di II grado, secondo la classificazione di Armitage.

Intervento: la paziente è stata sottoposta ad intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio (BANP IMPLANT SRL, Milan, MI, Italia) con la tecnica del carico immediato.  L’inserimento dell’impianto è stato eseguito in anestesia locale, dopo premedicazione condiazepam (0.2mg/kg), somministrato 30 minuti prima dell’intervento. Dopo aver effettuato un’incisione crestale, è stata fatta una meticolosa pulizia della cavità orale. Si sono rimossi i tessuti necrotici e residui di tessuti infiammati. In seguito, la cavita ossea è stata protesa, secondo il diametro dell’impianto inteso. Gli impianti in titanio sono stati inseriti a 8-12 mm subcrestali.

Risultati: con questo studio è stato dimostarto che il carico osseo, applicato dall’ impianto in titanio, ha indotto una ricostruzione osteogenica mandibolare in paziente affetta da parodontite.

Dimostrazione pratica: questo studio può fornire la base per migliorare la conoscenza della relazione tra l’impianto dentale a carico immediato e la rigenerazione mandibolare.

Abbreviazioni: ATW = sottile finestra atmosferica, EDX = raggi X a energia dispersiva, lis = interleukins, SEM = microscopia elettronica a scansione.

Parole chiave: rigenerazione ossea, impianti endossei in titanio, impianti dentali a carico immediato, osteoblasti, stimolazione osteogenica, periodontite.

Nota dell’Editore: Li Wu Zheng
Questo studio è originale e il manoscritto non è mai stato pubblicato e non è stato considerato per pubblicazione altrove, in qualsiasi lingua, sia integralmente che parzialmente ad eccezione di essere pubblicato come riassunto.
Tutti gli autori sono in accordo con la presentazione di questo studio sia nella forma presente o in quella susseguente.

MC e MS hanno contribuito in parti uguali a questo lavoro.
Questo lavoro ha ricevuto il supporto di BANP IMPLANT SRL, Milano (MI), Italia
Gli autori non hanno conflitti d’interesse da divulgare.
Ecc., ecc.

Introduzione
La parodontite si definisce come una malattia infiammatoria del tessuto di sostegno del dente, causata, in particolare, da batteri gram negativi che portano alla distruzione progressiva del tessuto osseo che supporta il dente (1). L’innegabile ruolo dell’infezione batterica nella patogenesi della parodontite è conosciuta per essere accompagnata dalla reazione immunitaria  ed infiammatoria dell’individuo sotto l’influenza di fattori esterni, come la placca dentale, e da fattori interni.(2) Tuttavia, la placca dentale rappresenta il maggior fattore di rischio connesso al presentarsi e agli sviluppi della parodontite.
Dal punto di vista epidiemologico, esiste una proporzione crescente di adulti che mantengono i loro denti in età avanzata (4) e oggi la malattia della parodontite è un problema serio negli adulti più anziani (15).  Inoltre, il rischio di problemi  orali concomitanti, come la cariedella radice, la mobilità deie la caduta dei denti, possono aumentare a causa della presenza della malattia parodontale che è stata associata alla lista crescente di malattie croniche sistemiche e compromissione delle capacità cognitive..(3)
Nell’ odontoiatria tradizionale la scienza dell’impianto dentale si è evolouta rapidamente negli ultimi 10 anni, con una crescita fenomenale, fondata su tecnologie in veloce progresso, un forte interesse pubblico e una serie di dati scientifici solidi (6). Infatti, gli impianti dentali sono stati largamente usati per sostenere e supportare protesi rigide e passive. L’introduzione dell’impianto a carico immediato è  un modello di cambiamento nella odontoiatria implantologica, dato che credeva inizialmente che un periodo di scaricamento fosse essenziale per la guarigione dell’osso  per favorire l’integrazione ossea. Tuttavia questa credenza non è stata confermata nè da studi clinici nèda studi istologici .(7) L’impianto dentale a carico immediato è una tecnica chirurgica che permette di effettuare, nello stesso giorno, l’inserimento dell’impianto temporaneo, e, successivamente del dente definitvo. , Molti studi hanno dimostrato che l’uso dell’impianto a carico immediato ha lo stesso grado di successo dell’impianto con metodo tradizionale.  Tuttavia, nonostante le evidenze cliniche, i meccanismi, sia cellulari che molecolari, che possono indurre la ricostruzione ossea nell’impianto a carico immediate, rimangono ancora sconosciuti. In questo studio abbiamo caratterizzato la ricostruzione mandibolare dal punto di vista radiografico, morfologico e anche degli elementi costitutivi dell’osso, in pazienti affetti da parodontite, dopo inserimento di un  impianto endosseo in titanio. In particolare, abbiamo verificato che il carico sull’osso dovuto all’impianto in titanio ha indotto la ricostruzione osteogenica mandibolare..

Il Caso Clinico
Una donna di 57 anni affetta da periodontite di II grado, secondo la classificazione di Armitage, fumatrice, con nessuna controindicazione per l’inserimento di impianti dentali e con 3 protesi dentali instabili, si è sottoposta ad intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio (BANP IMPLANT Srl Milano) usando la tecnica dell’impianto a carico immediato. Al momento della visita, la paziente era in terapia con agenti beta adrenergici.  Le condizioni anatomiche e patologiche della mandibola sono state valutate mediante radiografia panoramica. In particolare, la radiografia panoramica permette di valutare la dimensione della mascella, il volume osseo, il rapporto mascellare, la distanza intermascellare, la relazione dell’occlusione e le condizioni della dentizione opposta o mascella. L’inserimento dell’impianto è stato svolto in anestesia locale dopo  premedicazione con diazepam (0.2 mg/kg), sottoministrato 30 minuti prima dell’intervento.  Dopo aver effettuato un’incisione crestale, è stata eseguita una pulizia meticolosa della cavità orale. Sono stati rimossi i tessuti necrotizzati e tutti i residui infiammati. A seguire e’ stata protesa la cavità ossea gradualmente secondo la misura del diametro dell’impianto scelto, seguendo le istruzioni del produttore.  inseriti Gli impianti in titanio sono stati inseriti da 8 a 12 mm subcrestali. La terapia post-operatoria ha incluso antibiotici (1000mg amoxicillina e acido clavulanico due volte al giorno per 7 giorni, iniziando la terapia il giorno dell’intervento), un analgesico (600mg ibuprofen ogni 6 ore secondo la necessità), e un colluttorio allo 0.2% di clorexidina due volte al giorno per 2 settimane, a partire dal giorno l’intervento.
Le immagini radiografiche digitali sono state acquisite al momento dell’intervento e dopo 24 ore, 40 giorni, 3, 6 e 12 mesi attraverso il DCP X Ray (Orthoralix 9200).

Immagine 1. Evidenza di rigenerazione mandibolare radiografica e ultra strutturale. A. il test radiologico dimostra l’aumento sia della la massa che della la densità ossea dopo l’inserimento degli impianti endossei in titanio. Le frecce indicano le zone di regenerazione ossea. Immagine B-D:mostrano l’analisi al microscopio elettronico a scansione di una biopsia prelevata al momento dell’intervento chirurgico. Immagine B, la micrografia elettronica a scansione rivela la presenza di numerosi macrofagi, linfociti e residui di cellule sulla superfice ossea degenerata (x70). Immagine C, a elevato ingrandimento, si evidenzia un gruppo di cellule osteoclasti (x300). La spettroscopia a dispersione di energia dei raggi X mostra che il campione analizzato e’ composto da idrossiapatite. Immagine D, mostra un osteoclasta isolato sulla superfice ossea (x1000). Immagine E-G, mostrano una micrografia elettronica a scansione di una biopsia prelevata alla visita di controllo (12 mesi). Immagine E, la biopsia del prelievo osseo è caratterizzata da osso compatto con tipica struttura lamellare (x70). Immagine F, la spettroscopia a dispersione di energia dei raggi X mostra che la struttura lamellare è composta da idrossiapatite (x120). Immagine G, mostra la presenza di molti costeoblasti sulla superfice ossea (x300).

Per valutare la ricostruzione mandibolare e la densità ossea sono state usate immagini digitali. In tutte le visite di controllo, le analisi radiologiche hanno dimostrato una crescita costante della zona mandibolare. (Fig. 1A) Significativo è il fatto che sia stato possibile osservare un aumento sia dell’area mandibolare e della densità ossea già dopo 90 giorni. (Fig 1A). Non sono state osservati stati infiammatori o altri effetti collaterali. Tutti gli impianti hanno raggiunto una stabilità primaria soddisfacente, alla visita di controllo dopo 12 mesi, tutti gli impianti inseriti sono stati consideratipienamente riusciti.. Al momento dell’intervento e alla visita di controllo dei 12 mesi, sono stati raccolti piccoli frammenti di osso mandibolare, non utili per le procedure diagnostica e chirurgica, per poter effettuare un’analisi ultrastrutturale e microanalitica. In particolare, i piccoli frammenti di osso mandibolare sono stati prelevati durante l’intervento chirurgico usando fresa e pinzette. Al T0 è stato prelevato un frammento mandibolare da 1 a 3 mm di diametro, in corrispondenza della parte rimossa, creata per ricevere l’impianto. Invece, durante una visita di controllo è stato prelevato un frammento mandibolare da 1 a 3mm di diametro ad una distanza di 15mm dall’impianto. Per la procedura microscopia elettronica a scansione (SEM), le biopsie mandibolari sono state fissate in paraformaldeide per 24 ore. Dopo aver lavato con un tampone al fosfato 0.1M, il campione è stato disidratato da una serie di incubazioni in etanolo al 30%, al 50% e al 70% (v/v). Per ottenere una complete si è proceduti con una serie di incubazioni al 95% (v/v) di etanolo, etanolo assoluto e acetone. I campioni sono’ stati portati   al punto critico di essiccazione (Agar Scientific, Essex, UK; Elektron Technology UK Ltd, Cambridge, Regno Unito) con biossido di carbonio supercritico per prevenire la deformazione cellulare. Un SEM LEO 1450VP (Carl Zeiss Meditec, Oberkochen, Germania) è stato usato per ottenere immagini usando elettroni 20 keV che hanno permesso di ottenere informazioni approfondite di circa 1.5μm. Le immagini sono state acquisite attraverso una dimensione di scansione di 30x30μm, a risoluzione 1024x1024 di pixel. La microanalisi a dispersione di energia a raggi X (EDS) esegue l’analisi chimica di un campione che descrive la composizione di un tessuto tramite l’utilizzo di tecniche di microscopia elettronica. Quando il fascio all’interno di un microscopio elettronico incontra un campione sottile, alcuni atomi del campione vengono eccitati o ionizzati di conseguenza. Quando ritornano al loro stato fondamentale, emettono le caratteristiche proprie dei raggi X. I raggi X a lunghezza d’onda differente (NDT differita) potrebbero essere misurati con un rilevatore sensibile a energia fotonica. La microanalisi EDS è stata eseguita su un fissaggio “unpost” e su biopsie mandibolari non patinate poste su uno “stub” apposito, impiegando un liquido N2-raffreddato al rilevatore Si con una finestra super ultra sottile Be. Sono stati acquisiti spettri attraverso un microscopio a scansione elettronica SEM LEO 1450VP con una accelerazione a voltaggio di 5 KeV impiegando una modalità di scanzione di una superfice (640x640 μm superfice modello), con acquisizione del tempo, e dal 32% al 37% di rilevatore di tempo morto. L’analisi degli spettri acquisiti è stata eseguita attraverso una modalità “non standard” usando il numero atomico-assorbimento-metodo di correzione fluorescente con il software Inca Energy (Oxford Instruments Ltd, High Wycombe, UK; rilevatore Si(Li), finestra sottile atmosferica (ATW), risoluzione 133eV per MnKα  a conteggi 10,000). Per ogni campione, sono stati acquisiti almeno 2 spettri da 8 mm 2 da un campione della superfice totale.  Tutte le procedure sperimentali sono state eseguite secondo le linee guida consentite.  Il consenso del paziente è stato ottenuto prima dell’intervento chirurgico.  I campioni sono stati trattati secondo le linee guida approvate.

Valutazione ultrastrutturale e patologica
La microscopia a scansione elettronica ha permesso di individuare l’ultrastruttura delle biopsie mandibolari di una paziente che si è sottoposta ad intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio (Fig.1.) I frammenti di osso prelevati al momento dell’intervento chirurgico hanno dimostrato la presenza di molte micro fratture, osteoblasti, osteoclasti, cellule infiammatorie, soprattutto macrofagi e numeros detriti cellulari (Fig. 1B-D). Questi aspetti morfologici sono compatibili con la perdita ossea osservata negli esami radiografici. Infatti, la presenza di molti macrofagi e osteoclasti, suggeriscono una fase attiva del riassorbimento dell’osso. Da notare che l’analisi ultrastrutturale ha confermato la rigenerazione dell’osso indotta dall’inserimento di impianti in titanio in una biopsia mandibolare prelevata 12 mesidopo. In particolare, la biopsia ossea era caratterizzata da osso compatto con una struttura tipicamente lamellare (Fig. 1E). Per quanto riguarda la popolazione di cellule, il campione ha mostrato numerosi gruppi di cellule osteoblastiche (Fig. 1F e G). Degno di nota è il fatto che non si sono osservati osteoclasti. Grazie alla microanalisi SEM-EDX, è stato dimostrato che entrambi i campioni sia quelli prelevati al momento dell’intervento chirurgico, che quelli prelevati dopo 12 mesi, erano composti da idrossiapatite (Fig 1C e F).  Questi dati confermano che il carico immediato di impanti endossei in titanio inducono la rigenerazione ossea e depositano lamatrice in pazienti affetti da parodontite.

Discussione
La periodontite è una malattia dentale caratterizzata dalla distruzione del tessuto osseo che spesso avviene in adulti di più di 65 anni 12.  La popolazione adulta più anziana sta crescendo rapidamente nei paesi industrializzati. Ci si aspetta che per il 2040 il numero di anziani aumenti di circa il 50% (12).  L’aumento dell’aspettativa di vita nella popolazione mondiale rende la condizione della salute dentale un fattore molto importante per la qualità di vita. Oggi, le tecniche chirurgiche avanzate dell’implantologia dentale, ci permettono di ricreare le più importanti funzioni dell’apparato dentale. In questo contesto, l’inserimento di impianti a carico immediato, rappresenta una delle più promettenti opzioni chirurgiche per i pazienti affetti da parodontite con grave perdita ossea. Infatti, numerosi studi clinici hanno riportato la ricostruzione mandibolare dopo la chirurgia. (7, 12).  Nonostante l’evidenza clinica, i meccanismi cellulari e molecolari dell’inserimento di impianti dentali a carico immediato che possono indurre alla ricostruzione dell’osso, sono tuttora sconosciuti.  Inoltre, per quanto ci risulta, non c’è stato uno studio che ha provato la ricostruzione dell’osso dal punto di vista istologico o ultrastrutturale indotto dal carico immediato. In questo studio, abbiamo eseguito analisi SEM e EDX per caratterizzare la composizione degli elementi, le caratteristiche ultrastrutturali e la popolazione cellulare della nuova formazione ossea.  Per questo abbiamo analizzato le biopsie mandibolari di una paziente di 57 anni che si è sottoposta ad un intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio con la tecnica del carico immediato.  I risultati che sono derivati dal nostro studio hanno dimostrato che la tecnica del carico immediato induce la ricostruzione dell’osso influenzando la composizione della popolazione ossea.  I prelievi di biopsia mandibolare prelevati durante l’intervento chirurgico hanno mostrato molte similarità con l’osso di un paziente affetto da osteoporosi. Infatti, abbiamo osservato un disequilibrio tra la percentuale di osteoblasti e osteoclasti.  La presenza di numerosi  osteoclasti suggerisce che la perdita dell’osso, tipica in un paziente affetto da parodontite, è causata dal riassorbimento mediato dall’attivazione di osteoclasti. Questo fenomeno può essere collegato alla presenza di cellule infiammatorie sulla superfice dell’osso. Infatti si riconosce che le citochine infiammatorie come le interleuchine (Ils) sono dei potenti attivatori di osteoclasti. (14). La terapia antibiotica e la rimozione di tutte le parti infiammate durante l’intervento chirurgico possono rappresentare un passo fondamentale verso la rigenerazione mandibolare. Nella nostra esperienza, appunto, una pulizia meticolosa della cavità orale accelera la ricostruzione dell’osso e la stabilità dell’impianto.  L’analisi ultrastrutturale del nuovo osso formato ha mostrato l’assenza di cellule infiammatorie e nessun o rara presenza di osteoclasti.  Quindi possiamo speculare che l’inserimento di un impianto a carico immediato influenza il metabilismo dell’osso, inducendo il reclutamento e il differenziamento di osteoblasti.  Infatti, come dimostra l’immagine 1, la superfice del nuovo osso presenta numerosi gruppi di queste cellule.  La scoperta di meccano-recettori sulla superfice delle cellule ossee (osteblasti, osteoclasti e osteciti) 15,16 potrebbero rappresentare la connessione tra l’inserimento di un impianto a carico immediato e la ricostruzione dell’osso. Infatti, la formazione di una nuova matrice ossea può spiegare la stabilità dell’impianto dentale che abbiamo osservato durante tutte le visite di controllo.
Riassumendo, in questo studio, per la prima volta, abbiamo descritto il cambiamento cellulare e ultrastrutturale indotto dall’inserimento di un impianto dentale a carico immediato sulla mandibola di una paziente affetta da parodontite.  Ciononostante, sono necessari ulteriori studi per comprendere i meccanismi cellulari e molecolari della rigenerazione dell’osso osservata in pazienti che si si sottopongono ad un intervento chirurgico per l’inserimento di impianti endossei in titanio.

Conclusioni
Questo studio getta le basi e  rappresenta il punto di partenza per il miglioramento della conoscenza della relazione fra l’impianto dentale a carico immediato e la rigenerazione mandibolare.

Punti di forza e limitazioni
I punti di forza della gestione di questo caso sono rappresentati dalla possibiltà di seguire il corso clinico del paziente per 12 mesi. Questo periodo di controlli ci ha permesso di valutare la rigenerazione mandibolare e la stabilità degli impianti durante un lungo periodo, con precisione e accuratezza. Invece le limitazioni della gestione di questo caso potrebbero essere rappresentate dall’assenza di un controllo del caso.

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http://www.studiocatinari.com/images/blog/mandibolar-regeneration.pdf