Degradación de las membranas reabsorbibles de colágeno tratadas previamente con solución de tetraciclina

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1 ESTUDIO Publication Degradación de las membranas reabsorbibles de colágeno tratadas previamente con solución de tetraciclina REVISIÓN Mariana Baglivo Licenciada en Odontología Universitat Internacional de Catalunya (UIC) Alumna del Máster de Periodoncia, UIC Miguel Ángel Carrasco Departamento de Anatomía Patológica Hospital General de Catalunya Mónica Vicario Codirectora del Máster de Periodoncia de la UIC Tufts University Javier Sanz Licenciado en Odontología, UIC Profesor Asociado al Máster de Periodoncia de la UIC State University of New York at Buffalo Antonio Santos Doctor en Odontología Director del Departamento de Periodoncia Facultad de Odontología de la UIC Tufts University Correspondencia a: Mariana Baglivo Duarte Departamento de Periodoncia Universitat Internacional de Catalunya C/ Josep Trueta s/n Sant Cugat del Vallès (Barcelona) tel.: fax: marianabaglivo@hotmail.com Palabras clave: preservación de alveolo, membranas reabsorbibles Mariana Baglivo, Miguel Ángel Carrasco, Mónica Vicario, Javier Sanz, Antonio Santos Resumen: La función de las membranas en regeneración ósea se basa en excluir el crecimiento apical de células epiteliales y conectivas, crear un espacio y estabilizar el coágulo. Las membranas reabsorbibles ofrecen resultados similares a las no reabsorbibles, presentando como inconveniente el tiempo de degradación. Su integridad estructural debe mantenerse durante el tiempo necesario para la regeneración. Se han propuesto diversos métodos para enlentecer la reabsorción de las membranas de colágeno, como el aumento del entrelazado de la membrana (cross-link), la técnica de doble membrana o la aplicación previa de solución de tetraciclina en una concentración de 50 mg por ml. Materiales y métodos: estudio clínico controlado randomizado a simple ciego que evalúa, histológicamente, el efecto de la tetraciclina en enlentecer la degradación de las membranas reabsorbibles de colágeno en técnica de preservación alveolar. Resultados: se observaron diferencias estadísticamente significativas en la degradación de las membranas de colágeno, presentando a los 7 días menor degradación el grupo de membranas tratadas previamente con solución de tetraciclina (p-valor = 0,023). Conclusión: el tratamiento de las membranas de colágeno en solución de tetraciclina parece enlentecer su degradación, por lo que se convierte en un método sencillo para modular la integridad estructural de las membranas en regeneración. INTRODUCCIÓN Diversos estudios en animales y humanos describen el proceso de cicatrización posterior a la extracción dental (Iasella y cols. 2003; Araújo y Lindhe 2009), observándose una pérdida ósea excesiva tanto en la dimensión buco-lingual como ápico-coronal. Dicha pérdida es mayor durante los 3 primeros meses del proceso de cicatrización, siendo a los 12 meses del 25 % (Wang y Ashman 2002) y a los 3 años del 40 % - 60 % del volumen óseo original (Misch y cols. 1999). La preservación alveolar es una técnica predecible para minimizar los cambios morfológicos del alveolo postextracción, fomentar el relleno del alveolo y reducir o eliminar la necesidad de un futuro aumento de cresta (Lekovic y cols. 1997). Esta técnica se basa en la colocación de un material de injerto óseo en el alveolo postextracción, cubierto por una membrana barrera que tiene como objetivo excluir el crecimiento apical del epitelio, crear un espacio para que se produzca la regeneración ósea y estabilizar el coágulo. Los injertos óseos se diferencian por su origen, procesado, coste y efecto en el hueso adyacente (Wang y cols. 2004; 31

2 Irinakis y Tabesh 2007). Pueden utilizarse autoinjertos, xenoinjertos, aloinjertos o materiales aloplásticos. Inicialmente las membranas utilizadas eran no reabsorbibles, pero éstas presentaban como inconvenientes un alto potencial de exposición durante la curación (con la posterior colonización de bacterias orales que puede comprometer el resultado clínico) y la necesidad de realizar una segunda cirugía para extraer la membrana (Fugazzotto 2003). Por estas razones se ha fomentado el uso de membranas reabsorbibles en técnicas de regeneración (Lekovic y cols. 1998). Éstas pueden ser de origen animal o sintético y presentan resultados clínicos comparables a los de las membranas no reabsorbibles. Las membranas reabsorbibles disponibles pueden ser polímeros sintéticos poliglucósidos, de sulfato de calcio y de colágeno. El colágeno tipo I se usa como componente principal en la mayoría de membranas colágenas. La habilidad del colágeno de promover adhesión, quimiotaxis, homeostasis y degradación fisiológica celular, junto con su fácil manipulación y baja inmunogenicidad, lo convierten en un material ideal para la preparación de barreras (Ricci y cols. 1996). La degradación del colágeno de la membrana está guiada por fibroblastos, colagenasas bacterianas y por las metaloproteinasas (Friedmann y cols. 2001; Zohar y cols. 2004). La integridad de la membrana en el área de regeneración ósea durante un tiempo suficiente es esencial para el éxito biológico del procedimiento. Así, el inconveniente de este tipo de membranas es su tiempo de reabsorción. Se sugiere que el aumento del tiempo de degradación de las membranas reabsorbibles puede aportar mejores resultados en los procedimientos de regeneración ósea. Esto incluye tratamiento con fosfato de zinc que inhibe la colonización bacteriana oral y con tetraciclina (TTC) que retrasa la degradación de las membranas de colágeno (Zohar y cols. 2004; Moses y cols. 2001), así como métodos para aumentar el entrelazado de la estructura de la membrana. Otra técnica para retrasar la degradación de las membranas y aumentar su estabilidad en técnicas de regeneración ósea es la técnica de doble membrana (Kim y cols. 2009; von Arx y Buser 2006). Ésta influye positivamente en el grosor y contenido colágeno de la membrana, además aumenta la angiogénisis, lo que contribuye a favorecer la diferenciación y proliferación celular y la regeneración ósea. El objetivo de este estudio es evaluar histológicamente el efecto de la tetraciclina aplicada sobre las membranas reabsorbibles de colágeno. MATERIAL Y MÉTODOS El presente estudio ha sido aprobado por el Comité de Ética de la Clínica Universitaria de Odontología de la Universitat Internacional de Catalunya y ha seguido los principios de la Declaración de Helsinki de 1975, revisada en POBLACIÓN DEL ESTUDIO Los pacientes incluidos en este estudio pertenecen al Departamento de Periodoncia de la Universitat Internacional de Catalunya. Se seleccionaron 6 pacientes que requerían extracción de 2 dientes por tener pronóstico desahuciado, en base a unos determinados criterios de inclusión y exclusión. Criterios de inclusión: Pacientes del Departamento de Periodoncia de la Clínica Universitaria Odontológica, de edades comprendidas entre 15 y 85 años. Pacientes que han pasado o deben estar en Fase I higiénica periodontal. Pacientes que requieran 2 exodoncias por pronóstico desahuciado. Pacientes que hayan firmado el consentimiento inmado. Criterios de exclusión: Tratamientos que han utilizado antibiótico 3 meses antes del estudio. Pacientes con enfermedades sistémicas graves como diabetes Publication no controlada, enfermedad cardiovascular y enfermedades infecciosas. Pacientes que requieren profilaxis antibiótica. Pacientes que hayan recibido radioterapia de cabeza y cuello o quimioterapia en los últimos 12 meses antes del tratamiento propuesto. Enfermedad periodontal no tratada o no controlada. No cumplimiento de instrucciones de higiene oral, mal control de placa. Pacientes fumadores de más de 10 cigarrillos al día. Embarazadas. Alérgicos a la tetraciclina. TÉCNICA QUIRÚRGICA En cada paciente se asignó de manera aleatoria, tirando una moneda al aire, el diente que pertenecería al grupo test (preservación de alveolo mediante xenoinjerto de origen bovino desproteinizado Bio-Oss Collagen Geistlich y doble capa de membrana reabsorbible de colágeno Bio-Gide Perio Geistlich sumergida en tetraciclina) y al grupo control (se realiza el mismo tratamiento sin sumergir previamente las membranas en solución de tetraciclina). Se realizaron las extracciones de los 2 dientes de manera atraumática, con el uso de periotomos y, en caso de molares, se practicó odontosección. Después del legrado de los 2 alveolos se realizó técnica de preservación alveolar. Se elevó colgajo vestibular y lingual/palatino de espesor total 2-3 mm más allá de la cresta ósea, y se evaluaron las dimensiones vestíbulo-lingual y mesio-distal de los alveolos para la preparación de las membranas. Se adaptó la primera membrana al alveolo, extendiéndose ésta 2-3 mm en la tabla vestibular y lingual/palatina. La primera membrana de cada alveolo fue suturada al colgajo vestibular mediante un punto colchonero horizontal con sutura reabsorbible polyglactina 910 Ethicon Vicryl 5-0. A continuación se colocó material de injerto óseo (Bio- Oss Collagen), previamente hidratado con suero fisiológico, y éste fue cubierto por la membrana que se fijó al 32 Periodoncia y Osteointegración

3 Publication 1 2 Fig. 1 Muestras histológicas paciente 6: control negativo (magnificación original x 100), lado test y lado control respectivamente (magnificación original x 200). Fig. 2 Muestras histológicas paciente 2: control negativo (magnificación original x 100). Lado test: presencia de membrana parcialmente degradada (magnificación original x 200); lado control: ausencia de restos de membrana y presencia de fibra vegetal (magnificación original x 200), respectivamente. colgajo lingual/palatino con el mismo tipo de sutura. Con el objetivo de tomar una muestra de la membrana a los 7 días, se colocó una segunda membrana en el alveolo postextracción. Ésta cubre la primera membrana y se extiende también 2-3 mm más allá de la cresta ósea para una mejor adaptación. Los colgajos fueron suturados mediante puntos colchoneros horizontales en cruz y puntos simples, sin obtener un cierre primario. En el grupo test, ambas membranas se sumergieron previamente 5 minutos en solución de tetraciclina 50 mg/ml. Para ello se utilizaron comprimidos de 250 mg de tetraciclina y 5 ml de suero fisiológico que fueron mezclados en una batea estéril. De la membrana utilizada en cada alveolo se conservó una muestra como control negativo. Las instrucciones postquirúrgicas fueron: Ibuprofeno 600 mg cada 8 horas durante 7 días, Doxiciclina 100 mg 1 vez al día durante 7 días, no cepillado del área tratada y enjuagues con clorhexidina al 0,20 % durante 30 segundos, 2 veces al día durante 14 días. Se realizó una visita de control a los 7 días, y se tomó una muestra de la membrana más superficial de cada alveolo, sin retirar la sutura. A los 14 días se retiró la sutura y se realizó un nuevo control a 1 mes. Las muestras fueron fijadas en mol para realizar el análisis histológico. ANÁLISIS HISTOLÓGICO De cada paciente se analizó una muestra control negativo, una muestra del grupo test y otra del control. Después de fijar cada muestra en mol al 10 %, se realizó un procesado convencional con parafina, lo que permitió realizar cortes de 4-5 micras de grosor del tejido evaluado. Posteriormente, se realizó tinción Tabla 1 Evaluación de la degradación de la membrana a los 7 días, test (con TTC) y control (sin TTC): 1 = membrana intacta; 2 = degradación parcial; 3 = degradación completa. Degradación Test Degradación Control Paciente Paciente Paciente Paciente Paciente Paciente mediante hematoxilina y eosina y se observó mediante microscopio óptico Olympus BH-2. Se evaluó en cada muestra la degradación (1 = membrana intacta; 2 = degradación parcial; 3 = degradación completa). ANÁLISIS ESTADÍSTICO El análisis estadístico se ha realizado mediante test de comparación de datos apareados. La muestra no sigue la distribución normal, por lo que el análisis estadístico se realiza mediante Test de los Signos, que es una técnica no paramétrica. Un p-valor 0,05 se consideró estadísticamente significativo. Se realizó una correlación de Pearson para la valoración de la reproductibilidad del evaluador, siendo de 0,936. RESULTADOS Todas las muestras (12) fueron analizadas a los 7 días después de la cirugía de preservación alveolar, momento en el que se observó una elevada degradación de la membrana de colágeno expuesta en el grupo control y en el grupo test. El análisis microscópico (a 100, 200 y 400 aumentos) fue realizado por un examinador ciego. DEGRADACIÓN DE LA MEMBRANA Se observó que en 5 de 6 pacientes las membranas tratadas previamente con solución de TTC (50 mg/ml) presentaron degradación parcial, observando en un paciente la membrana casi intacta a los 7 días (Fig. 1). Por otro lado, en el grupo control observamos que 4 de 6 pacientes presentaron una degradación 33

4 completa de la membrana y no se observaron restos de membrana de colágeno a los 7 días; los hallazgos revelaron presencia de material alimenticio en los pacientes 2 (Fig. 2) y 3. Dos pacientes del grupo control presentaron degradación parcial (Tabla 1). Se observaron diferencias estadísticamente significativas para la degradación entre el grupos test y el grupo control (p-valor = 0,023), presentando una desviación típica de 0,353. DISCUSIÓN Publication El éxito de las técnicas de regeneración ósea, con el uso de membranas barrera, depende de la exclusión de las células epiteliales y conectivas y del mantenimiento de un espacio que permita la mación ósea (Greenstein y Caton 1993). Un factor clave en la regeneración es la degradación in vivo de las membranas de colágeno, guiada por la actividad enzimática de colagenasas bacterianas y MMP, proceso que puede iniciarse a los 4-28 días después de su colocación (Owens y Yukna 2001). Uno de los métodos evaluados para enlentecer la degradación de las membranas de colágeno es el tratamiento previo con TTC. Ésta posee propiedades antibacterianas y otras propiedades como la inhibición del efecto de las colagenasas (Golub y cols. 1994; Ramamurthy y cols. 1993). Por tanto, este antibiótico modifica el grado de degradación del colágeno a partir de un efecto local en los tejidos y en las bacterias colagenasas. Moses y cols. realizaron un estudio in vitro con membranas de colágeno reabsorbibles sumergidas en diferentes concentraciones de TTC: 5 mg/ml, 50 mg/ml y 100 mg/ml. Los autores observaron que la concentración de 50 mg/ml fue la más efectiva para enlentecer la degradación de las membranas de colágeno, concluyendo que este hallazgo puede ser importante en el mantenimiento de la integridad de las membranas (Moses y cols. 2001). Posteriormente, Zohar y cols. realizaron un estudio in vivo con el objetivo de evaluar el efecto de la degradación de las membranas de colágeno sumergidas en TTC en hueso de rata. En cada animal se colocaron 3 muestras de la membrana en defectos óseos previamente creados en el hueso parietal (una membrana no tratada con TTC como control, otra tratada con solución de TTC de 50 mg/ml y otra con 100 mg/ml). Posteriormente se sacrificaron los animales en un plazo de entre 1 y 3 semanas (Zohar y cols. 2004). Después de una semana se observó una mínima degradación de las membranas, a la tercera semana las membranas presentaron diferentes grados de reabsorción. La degradación más lenta se observó en el grupo de 50 mg/ml de solución de TTC, coincidiendo con el estudio previo in vitro. Esta concentración presentó el mayor grado de inhibición de las MMP. No se observó posible citotoxicidad de la TTC, ya que no se detectaron signos de excesivo infiltrado inflamatorio o necrosis tisular en los márgenes óseos o clínicamente durante la curación (Zohar y cols. 2004). Los autores concluyeron que la inmersión preoperatoria de la membrana en esta concentración de TTC presenta un elevado grado de inhibición de las MMP, convirtiéndose en un mecanismo sencillo para modular la integridad de las barreras de colágeno en técnicas de regeneración (Zohar y cols. 2004; Moses y cols. 2001). En el presente estudio, se evaluó el efecto de la TTC a una concentración de 50 mg/ml sobre el grado de degradación del colágeno in vivo en humanos. Los resultados muestran que es posible enlentecer la degradación de las membranas de colágeno sumergidas previamente en esta solución, ya que a los 7 días se observó, de manera estadísticamente significativamente, una menor biodegradación de la membrana. Ninguna de las membranas tratadas previamente con TTC presentó degradación completa a los 7 días, observándose en un caso la membrana casi intacta. En cambio, en el grupo control, 4 de 6 pacientes presentaron degradación completa a los 7 días. Estos hallazgos coinciden con los estudios previos in vitro e in vivo en animales (Zohar y cols. 2004; Moses y cols. 2001). En el estudio previo en ratas (Zohar y cols. 2004), se observó una mínima degradación de las membranas en ambos grupos a una semana. Estas diferencias con el presente estudio, en el que se observó cierto grado de degradación en la mayoría de casos, pudo deberse a que no se realizó un cierre completo de los colgajos en el momento de la cirugía. La exposición de la membrana al medio oral puede así favorecer la rápida degradación del colágeno. Wang y cols. realizaron un estudio con 3 tipos de membranas (1 reabsorbible y 2 no reabsorbibles). Se aislaron diferentes especies bacterianas de pacientes periodontales, se cultivaron y fueron inoculadas a las membranas. Los autores observaron la contaminación bacteriana y la degradación de la membrana. Los resultados de este estudio indican que P. gingivalis, P. micros y T. denticola pueden adherirse a la membrana, especialmente a las reabsorbibles. Según Wang y cols., P. gingivalis y S. mutans presentan una fuerte afinidad de adhesión a las membranas en regeneración periodontal (Wang y cols. 1994). P. gingivalis produce colagenasas y se asocia a la degradación del tejido conectivo en enfermedad periodontal. Esta bacteria libera proteinasas responsables de la mayoría de procesos de proteólisis, incluyendo la actividad colagenolítica (Wang y cols. 1994). Ricci y cols. realizaron un estudio in vitro para evaluar el efecto barrera y la colonización de 6 tipos diferentes de membranas reabsorbibles y no reabsorbibles después de la incubación con P. gingivalis, y el tiempo necesario de esta bacteria para pasar a través de la membrana. En este estudio se observó que P. gingivalis disuelve la membrana de colágeno completamente entre 4 y 5 días. Los resultados microbiológicos de este estudio demostraron que las células bacterianas P. gingivalis pasan a través de membranas en 48 horas; y las observaciones experimentales mostraron que el efecto barrera se asocia con la estructura de la matriz de la membrana: la presencia de poros en la membrana es inversamente proporcional al efecto barrera. Las membranas con menos poros presentan mejores resultados, ya que se asocia a menor permeabilidad para las células bacterianas (Ricci y cols. 1996). 34 Periodoncia y Osteointegración

5 Los hallazgos de Ricci y cols. confirmaron los hallazgos previos y coinciden con nuestro estudio, en los que se observó un íntimo contacto entre la membrana y una gran biomasa bacteriana. El presente estudio debe evaluarse con cautela debido a sus limitaciones en cuanto a la pequeña muestra incluida y a la falta de resultados clínicos que avalen las ventajas histológicas de la TTC. CONCLUSIÓN La integridad de las membranas en regeneración durante un periodo de tiempo suficiente es esencial para el éxito del procedimiento, por lo que el aumento del tiempo de degradación de las membranas de colágeno puede aportar mejores resultados. Con las limitaciones del presente estudio, podemos Publication concluir que las membranas reabsorbibles de colágeno presentan una rápida degradación al estar expuestas al medio oral. El tratamiento con TTC (50 mg/ml) parece enlentecer la degradación de la membrana. Se requieren más estudios clínicos en humanos, con mayor muestra y datos sobre su efecto en la regeneración ósea, antes de poder realizar recomendaciones. Conflicto de intereses: El presente estudio clínico ha sido financiado parcialmente por Geistlich Biomaterials (Inibsa) aportando los materiales de regeneración necesarios para su ejecución. Los posteriores estudios microscópicos e interpretación de resultados fueron realizados de manera independiente por examinadores ajenos a la compañía. BIBLIOGRAFÍA Araújo MG, Lindhe J. (2009) Ridge preservation with the use of Bio-Oss(r) collagen: a 6 month study in the dog. Clinical Oral Implants Research 20, Friedmann A, Strietzel FP, Maretzki B, Pitaru S, Bernimoulin JP. (2001) Observations on a new collagen barrier membrane in 16 consecutively treated patients. Clinical and histological findings. Journal of Periodontology 72, Fugazzotto P. (2003) GBR using bovine bone matrix and resorbable and nonresorbable membranes. 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