Puesta al día en Periodoncia

Transcripción

1 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 Puesta al día en Periodoncia M. Peñarrocha Diago 1 J.M. Sanchis Bielsa 2 J.M. Martínez González 3 Factores de crecimiento y proteínas que influyen en el crecimiento óseo: aplicaciones en implantología oral Profesor Titular de Estomatología. Facultad de Medicina y Odontología. Universidad de Valencia. 2 Profesor Asociado de Cirugía Bucal. Facultad de Medicina y Odontología. Universidad de Valencia. 3 Profesor Titular de Cirugía Bucal y Maxilofacial. Facultad de Odontología de Universidad Complutense de Madrid. Correspondencia: Clínica Odontológica Gascó Oliag, Valencia RESUMEN El tejido óseo contiene péptidos conocidos como factores de crecimiento, con potentes efectos sobre el metabolismo óseo. Actualmente es posible aislar o sintetizar algunos de ellos. Para la Odontología es muy interesante el papel que pueden desempeñar en la cicatrización ósea y de los tejidos blandos. El propósito de este artículo de revisión, es resumir la información actual sobre los factores de crecimiento óseo, sus efectos biológicos, y su función en la implantología oral. Hemos revisado los diferentes factores de crecimiento contenidos en el plasma rico en plaquetas y las proteínas morfogenéticas que pueden desempeñar un importante papel en la regeneración ósea en implantología oral. PALABRAS CLAVE Factores de crecimiento; Plasma rico en plaquetas; Proteína morfogenética humana; Implantología oral. INTRODUCCIÓN Durante la década de los 80, el punto central de la investigación de la cicatrización tisular fue el papel de la oxigenación tisular. Realmente la oxigenación tisular aumenta la capacidad fagocítica y bactericida de las células del huésped, apoya la síntesis de colágeno, y debe ser considerado por los cirujanos como un factor muy importante y necesario para conseguir la regeneración tisular. Sin embargo, el punto básico de la investigación actual es el conocimiento de los factores de crecimiento que aumentan la cicatrización de las heridas (1). UTILIZACIÓN DE FACTORES LOCALES DE ACTIVACIÓN ÓSEA El hueso es un tejido vivo que presenta un continuo recambio celular mediado por las células óseas (osteoblastos y osteoclastos), formando las unidades de recambio óseo. En la remodelación ósea influye una serie de factores humorales que actuarán a nivel sistémico como la hormona paratiroidea (PTH), segregada por la glándula paratiroides, y que controla los niveles de calcio y fósforo en la sangre. El aumento de liberación de PTH determina una mayor actividad osteoclástica, con incremento de los niveles de calcio

2 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González 206 en sangre. Por otra parte, la vitamina D colabora con la PTH aumentando la osteoclasia con la consiguiente liberación de calcio a la sangre. En cambio la calcitonina, también denominada tirocalcitonina, estimula la reducción de calcio en sangre e inhibe la reabsorción de la matriz ósea, ya que reduce el número y la actividad de los osteoclastos (2). Otras hormonas que aumentan la reabsorción ósea son los glucocorticoides y los niveles elevados de hormona tiroidea en sangre. Los glucocorticoides reducen la absorción de calcio en el intestino. El exceso de hormona tiroidea provoca un aumento de la reabsorción ósea inducida por los osteoclastos, sin un incremento asociado de la formación de hueso. Sin embargo, la hormona tiroidea, al igual que la hormona del crecimiento, a concentraciones normales aumentan la formación ósea. Las hormonas sexuales como son los estrógenos también aumentan la formación ósea, de ahí su empleo en el tratamiento de la osteoporosis. Aunque no se han observado receptores estrogénicos en los osteoclastos, se cree que los estrógenos inhiben de alguna manera el efecto de la PTH (2). Entre los factores que influyen en el remodelado a nivel local están: los factores de crecimiento, las proteínas morfogenéticas óseas (BMP), las citoquinas, las cininas y las prostaglandinas (Tabla 1). Mientras los factores de crecimiento y las citoquinas modifican la proporción de hueso preexistente, aumentan las mitosis y la secreción de proteínas de las células presentes, confieren a las células óseas una limitada capacidad de regeneración; en cambio, las proteínas morfogenéticas óseas son componentes osteoinductivos capaces de promover la formación de nuevo hueso en el sitio donde se implantan, son capaces de generar una cantidad ilimitada de hueso, dependiendo de la dosis administrada, debido a que actúan sobre las células precursoras (3). Los factores de crecimiento son mediadores biológicos que regulan la migración, proliferación, diferenciación y el metabolismo celular. Los factores de crecimiento actúan de manera local. La estimulación celular se realiza bien por un sistema autocrino, es decir, las células producen y responden al mediador Tabla 1 Factores de crecimiento Factor de crecimiento transformados o TGF TGF-a TGF-b Factor de crecimiento epidérmico o EGF Factor de crecimiento fibroblástico o FGF FGF ácido FGF básico Factor de crecimiento insulínico o IGF Factor de crecimiento derivado de las plaquetas o PDGF PDGF-AA PDGF-BB PDGF-AB biológico, o por un sistema paracrino en el que la célula que produce el factor se encuentra en las proximidades de las células a las que afecta. En general, los factores de crecimiento son sintetizados y secretados en forma de precursores. Para la liberación del factor en forma «activa» es necesario un proceso específico de proteolisis (4). Su mecanismo de acción siempre comienza al unirse a receptores específicos de membrana. El proceso está mediado por un sistema de segundos mensajeros en los que interviene una proteína tirosinquinasa. Debido a este mecanismo, la acción de los factores en el lugar de la lesión continúa aunque hayan desaparecido los mismos del medio, ya que han activado el sistema de segundos mensajeros (4). Entre los tipos celulares productores de los factores de crecimiento están los fibroblastos, osteoblastos, células endoteliales y leucocitos, especialmente, mononucleares y macrófagos. Además, existen lugares de almacenamiento, como son las plaquetas y el hueso. Los factores de crecimiento son producidos por los megacariocitos y almacenados en los gránulos alfa de las plaquetas, y en el hueso se encuentran adheridos a la matriz ósea y modulan su acción a través de complejos modos de liberación y presentación a las células sobre las que actúan (4). En Odontología, los estudios se han centrado, en su mayor parte, en investigar la capacidad de los fac-

3 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 tores de crecimiento para regenerar los tejidos periodontales (4-7). Se ha observado en estudios experimentales, que el hueso contiene una gran cantidad de factores de crecimiento, como son las proteínas morfogenéticas (BMP), el factor de crecimiento similar a la insulina tipos I y II (IGF-I e IGF-II), el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), y el factor de crecimiento fibroblástico básico y ácido (bfgf y afgf). De todos estos factores, son las proteínas morfogenéticas óseas (BMP) y los factores derivados de las plaquetas, los que están siendo más estudiados en su aplicación a la regeneración ósea en implantología y periodoncia. Los mecanismos reparativos y liberación de los factores de crecimiento óseo son activados ante cualquier noxa que altere la morfología estructural o celular del tejido óseo. Se incluyen como desencadenantes de activación de los factores: el traumatismo, accidental o quirúrgico, del tejido óseo como la pérdida dental o la colocación de implantes, la interrupción temporal del aporte vascular asociado a la desvitalización y necrosis del tejido óseo, e incluso las alteraciones humorales con repercusiones en el metabolismo del calcio. Cillo y cols. (8) demuestran que las fuerzas de tensión de alargamiento ejercidas sobre los osteoblastos aumentan la cantidad de factores de crecimiento óseo, sugiriendo que el efecto directo de la fuerza mecánica sobre los osteoblastos puede ser el factor de conducción del crecimiento óseo durante la distracción ósea. El descubrimiento de las proteínas morfogenéticas óseas, ha despertado un gran interés por sus posibles aplicaciones clínicas, tanto para promover la regeneración ósea como periodontal. En 1982, Urist y cols. (9) aislaron una proteína procedente de la matriz de hueso desmineralizado, y que denominaron proteína morfogenética ósea (Bone Morphogenetic Protein o BMP). A partir de este descubrimiento, se han realizado diversos estudios para valorar su efectividad en la inducción ósea, y determinar si existen otras proteínas igualmente efectivas. En la actualidad, se han conseguido mediante técnicas de clonación, seis proteínas morfogenéticas óseas denominadas BMP-2 a BMP-7. Estas proteínas forman parte de la subfamilia del factor de crecimiento beta transformador (TGF-β) (3). Las BMP se dividen en dos subgrupos: por un lado estarían la BMP-2 y la BMP-4 iguales en un 92%; y por otro lado la BMP-5, BMP-6 y la BMP-7 idénticas en un 90% (10). La BMP-2 induce la diferenciación de los osteoblastos para producir proteínas de la matriz ósea. La BMP-3 (osteogenina) estimula preferentemente la formación de cartílago antes que la formación ósea. Las BMP-5, 6 y 7 actúan sobre la BMP-2 potenciando la formación ósea in vivo, aunque de forma individual poseen escasa capacidad para inducir la formación ósea. Entre los inconvenientes que presentan las BMP, están la forma de manejo y las dispersión tras su aplicación clínica. Aunque fuera posible el aislar dicha proteína en grandes cantidades y de un modo sencillo, nos sería totalmente imposible rellenar un defecto óseo con dicha proteína, ya que debido a su solubilidad, se dispersa inmediatamente, y como resultado obtendremos una escasa inducción ósea. Se ha propuesto como medio apropiado y eficaz de transporte, aplicación y liberación gradual de las BMP: el ácido poliláctico, esponjas de colágeno, atecolágeno, la hidroxiapatita y el fosfatoβ-tricálcico (9,11-14). La tecnología recombinante de DNA ha hecho posible la producción de rhbmp-2 en cantidades suficientes para conseguir una reconstrucción ósea. El efecto de esta sustancia osteoinductora ha sido evaluado en grandes defectos óseos en primates y en pacientes (13). La BMP-2 recombinante humana rhbmp-2 esta producida usando un sistema de expresión de células de mamífero, que permite la ejecución de las modificaciones post-translacionales que están presentes en la BMPs humanas (3). Recientes estudios experimentales demuestran la presencia de la denominada proteína morfogenética ósea recombinante (rhbmp-2), que utilizada en pequeñas cantidades es capaz de acelerar e incrementar la neoformación ósea (2,3,11). La BMP-2 recombinante actúa de manera diferente a como actúan otros factores de crecimiento como la TGF-β, el IGF y el FGF, cuya acción sobre las células presentes en el hueso hace 207

4 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González 208 que aumenten la mitosis y la secreción de proteínas o moléculas de la matriz extracelular, confiriendo a las células óseas una capacidad limitada de regeneración. En cambio, la implantación de una sola proteína de BMP-2 recombinante es capaz de regenerar una cantidad ilimitada de hueso dependiendo de forma variable de la dosis administrada debido a que actuarían sobre las células precursoras (2). Niederwanger y Urist (15) demostraron la actividad osteoinductiva de la BMP, introducida en preparaciones de hueso desmineralizado humano, en músculo de ratones. Xiang y cols. (16) estudiaron el efecto de la BMP en la integración ósea de los implantes, en un estudio realizado en perros, y demostraron una mayor tasa de osteointegración con la BMP. Boyne y cols. (17) estudiaron la formación de hueso tras la colocación de rhbmp-2 en una esponja de colágeno, en el interior del seno maxilar, en el transcurso de elevaciones del suelo del seno maxilar en dos tiempos. Trataron 12 pacientes y la dosis total de rh-bmp- 2 osciló entre 1,76 a 3,40 mg por paciente. Se documentó mediante tomografía computadorizada un evidente crecimiento óseo en 11 de 12 casos, y estos 11 recibieron implantes. No hubo reacciones inmunológicas adversas serias, y los más frecuentes efectos secundarios fueron edema, eritema oral, rinitis y dolor. Clark y cols. (18) en 12 pacientes intervinieron un seno maxilar en cada uno, colocando rh-bmp-2, encontraron 28 efectos adversos secundarios distintos; apreciaron crecimiento óseo en todos los casos, pero la cantidad no fue óptima en la mayoría de los pacientes. Recientes estudios experimentales realizados en afecciones periodontales, indican que es posible la aplicación de esta proteína en forma de gel de colágeno (50 µ/ml) (19), y también en forma de esponja de gelatina + copolímero de ácido poliláctico y ácido poliglicólico donde la esponja era capaz de vehiculizar 40 mg/100 ml de rhbmp-2 (20, 21). Los resultados de estos estudios indican que el preacondicionado de la superficie radicular con ácido ortofosfórico impide la osteogénesis temprana inducida por la BMP-2, mientras que simultáneamente promueve la cementogénesis inducida por la BMP-2. McAllister y cols. (22), en 1998, publicaron un estudio realizado en 15 chimpancés adultos, 30 procedimientos de antrostomía sinusal y relleno con proteína morfogenética recombinante BMP-1 en una matriz de colágeno a distintas concentraciones y el grupo control fue tratado con hueso natural mineral (Bio-Oss ), no apreciándose diferencias estadísticamente significativas entre ambos grupos. Por lo que concluyen que ambos procedimientos estimulan la formación de nuevo hueso e incrementan la densidad ósea. Cochran y cols. (23) estudiaron la capacidad de la rhbmp-e2 para inducir formación de hueso en la cavidad oral; realizaron un estudio en pacientes introduciendo la rhbmp-2 en una esponja de colágeno reabsorbible, para preservar el hueso alveolar después de la extracción dental. Estudiaron 6 pacientes sometidos a extracciones dentales y encontraron una relación estadísticamente significativa entre la dosis de rh- BMP-2 y la mayor formación de hueso. Cochran y cols. (24), es un estudio experimental animal, estudiaron el papel de la rhbmp-2 vehiculizada con una esponja de colágeno en la estimulación de la formación de hueso en defectos óseos alrededor de implantes colocados en la zona de caninos, en un total de 48 implantes. Demostrando que la rhbmp-2 puede ser usada para estimular el crecimiento óseo alrededor y en la superficie de los implantes dentales endoóseos colocados en lugares con defectos óseos periimplantarios extensos. El uso de proteínas recombinantes ha demostrado que varias BMPs, así como rhbmp-2, son osteoinductivas en variadas situaciones. La combinación de rhbmp-2 en esponja de colágeno ha demostrado capacidad de inducir la formación ósea y cicatrizar defectos óseos en estudios animales (3). FACTORES DE CRECIMIENTO DERIVADOS DE LAS PLAQUETAS El coágulo de sangre es el foco central que inicia el proceso de cicatrización de tejidos blandos y también la regeneración ósea. Un coágulo hemático natu-

5 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 ral contiene 95% de hematíes, 5% de plaquetas y menos de 1% de leucocitos en una malla de numerosos filamentos de fibrina. Un coágulo rico en plaquetas contiene 4% de células rojas, 95% de plaquetas y 1% de leucocitos. La utilización del plasma rico en plaquetas (PRP) es una estrategia simple para enriquecer el coágulo natural formado el proceso de cicatrización normal, para iniciar un más rápido y completo proceso de cicatrización. Desde 1990, se han reconocido varios componentes de la sangre que representan una parte del proceso de cicatrización natural y si se añaden en los tejidos en cicatrización o a los lechos quirúrgicos como un concentrado tendrían potencialidad de acelerar la cicatrización. Estos componentes hemáticos específicos incluyen los factores de crecimiento plaquetario (PDGF) y los factor de crecimiento transformador beta (TGF-β). Biología plaquetaria Las plaquetas son porciones citoplásmicas de los megacariocitos de la médula ósea. No tienen núcleos para replicarse y morirán en 7 a 9 días. Antes de conocerse su papel en los procesos de cicatrización se pensaba que únicamente contribuían a los procesos de hemostasia, constituyendo un tapón por adhesividad plaquetaria e iniciando la cascada de la coagulación. Hoy en día se conoce que también participan activamente mediante los factores de crecimiento en la iniciación de los procesos de cicatrización. Dichos factores de crecimiento, también conocidos como «citoquinas» son proteínas de un peso molecular de alrededor de Daltons. Se almacenan en los gránulos alfa de las plaquetas. En respuesta a la agregación plaquetaria o al contacto de las plaquetas con el tejido conectivo, tal y como ocurre en las intervenciones quirúrgicas, las membranas celulares de las plaquetas son activadas para liberar gránulos alfa. Los gránulos alfa liberan dichos factores de crecimiento por la extrusión activa a través de la membrana celular. Los factores de crecimiento completos no se liberan si existe ruptura o fragmentación plaquetaria (1). Factores de crecimiento derivados de las plaquetas El factor de crecimiento plaquetario es un centinela que inicia casi todos los procesos de cicatrización tisular. Recientes estudios demuestran que las plaquetas contienen el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), y el factor de crecimiento transformador β, mientras que en el plasma se encuentran el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) y fibrina. Todos estos factores de crecimiento obtenidos del propio individuo, serán autólogos, no tóxicos, no inmunogénicos, y poseen gran capacidad regenerativa (25). El factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), presenta tres formas diferentes: PDGF-AA, PDGF-BB y el PDGF-AB, y su actividad depende de la presencia de los receptores α para las tres formas y de receptores β para las formas BB y AB (6). El factor PDGF- BB es el estimulador más potente de la mitogénesis, seguido del PDGF-AA y del PDGF-AB (26). El PDGF estimula células de origen mesenquimatoso como los fibroblastos, las células de la glía, células musculares lisas y células óseas. El PDGF estimula la actividad mitogénica y quimiotaxis en los osteoblastos (27). El uso de plasma rico en plaquetas (PRP) es una técnica disponible en la actualidad, para intentar modular y aumentar la cicatrización de las heridas. El procesado del PRP consigue el aislamiento y concentración de las plaquetas y, por ello, de muchos factores de crecimiento que ellas contienen. La estrategia es amplificar y acelerar los efectos de los factores de crecimiento contenidos en las plaquetas, que son iniciadores universales de casi todos los procesos de cicatrización (1). El plasma rico en plaquetas también modula e incrementa la función de un factor de crecimiento en presencia de un segundo o tercer factor. Esta característica específica distingue los factores de crecimiento del plasma rico en plaquetas de los factores de crecimiento recombinantes, que son simples factores de crecimiento que se concentran en un solo mecanismo de regeneración (1). Tras la liberación en su forma activa el factor de crecimiento se une a un receptor específico en la célula diana; son los receptores de membrana. La ocupa- 209

6 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González 210 ción del PDGF en la porción extramembrana del receptor causa una activación en el área sub-membrana del área intracitoplásmica. Esta activación libera energía y a través de una activación kinasa, una proteína activada flota en el citoplasma y transmite al núcleo la información. En el interior del núcleo esta proteína dispara la expresión de varios genes. Entre las principales funciones de los factores de crecimiento está el estimular la replicación celular (mitogénesis) de las células osteoprogenitoras que son también parte de la cicatrización tisular del tejido conectivo. También estimula la replicación de células endoteliales, produciendo la creación de nuevos capilares en el tejido de cicatrización (angiogénesis), que es una parte fundamental del proceso de cicatrización. Además, los PDGF parecen promover la migración de células capaces de estimular la cicatrización perivascular y de modular la actividad de otros factores de crecimiento. Aplicaciones del PRP en cirugía e implantología oral Lynch (25), en 1991, investigó si los factores de crecimiento tendrían un efecto positivo en la formación de hueso alrededor de implantes. Los factores de crecimiento se vehiculizaron en forma de un gel de metilcelulosa recubriendo los implantes. La dosis de la combinación correspondía a 4 µg de PDGF-BB e IGF-I. A los 7 días el grupo con factores de crecimiento tenía un porcentaje mayor, significativo, de hueso en contacto con el implante en comparación con los controles. A los 21 días, los resultados eran similares en ambos grupos. Estos hallazgos indicaban que la aplicación in vivo, en perros beagle, de factores de crecimiento promueve la regeneración del hueso alrededor del implante durante las primeras fases de cicatrización. Becker y cols. (28), colocaron implantes de titanio inmediatamente tras extracción dental en perros beagle, colocaron un gel de metilcelulosa y una membrana de politetrafluoretileno, con a 5 µg de PDGF-BB e IGF- I. Los resultados del estudio mostraron que la densidad ósea del tejido neoformado y la regeneración ósea en los defectos asociados a los implantes (dehiscencias) tratados con la terapia combinada de factores de crecimiento fueron significativamente mayores que en los tratados sin factores de crecimiento; apreciaron que la superficie del implante en contacto con el hueso era de un 41% en los implantes tratados con factores de crecimiento y de un 23% en el grupo control. Recientemente el plasma rico en plaquetas ha sido incorporado como un adhesivo con partículas de hueso esponjoso en los procedimientos de injertos óseos en cirugía oral y maxilofacial (29, 30). La centrifugación de la sangre produce una fase sólida (sedimento) compuesta por los elementos celulares de la misma y una fase líquida (sobrenadante) conocida como plasma. En la interfase entre ambos se encuentra el denominado plasma rico en plaquetas (PRP o PRGF), constituyendo el resto de la fase líquida el denominado plasma pobre en plaquetas (PPGF). Varios estudios han demostrado la presencia de factores de crecimiento como el PDGF y los TGF-β, en el plasma rico en plaquetas, por lo que no resulta extraño que algunos investigadores decidieran estudiar la posible utilidad en la práctica clínica del PRP, una vez comprobada la actividad individual y combinada de los factores contenidos en el mismo. Las plaquetas son un fuente rica en al menos tres factores de crecimiento: factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF) y factores de crecimiento transformador B1 y B2 (TGFβ1 y TGF-β2). Plasma rico en plaquetas (PRP). Procedimiento de obtención El plasma rico en plaquetas se obtiene de sangre autóloga usando varias formas de centrifugación y principios de separación de células. Esencialmente, la sangre completa es anticoagulada con citrato y entonces es centrifugada en sus tres componentes básicos por gradiente de densidades. Desde el menos al más denso, el plasma pobre en plaquetas (PPP) se separa antes, el plasma rico en plaquetas (PRP) viene después (algunas veces se denomina como «chaqueta

7 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 amarilla» o «buffy coat»), y el componente más denso, las células rojas (RBC) son las últimas en separarse. Marx (31) usa un separador de células por gradiente de densidad Electromedics 500 (Medtronics), que puede obtener y concentrar plaquetas durante la cirugía sin interferir o enlentecer el procedimiento quirúrgico. Un técnico o una enfermera entrenados pueden obtener el concentrado en 20 a 30 minutos. El aislamiento y concentración de plasma rico en plaquetas (PRP), se realizará de forma estéril para su inmediata aplicación clínica. Sistema de quirófano Cuando se realiza la intervención en quirófano, con anestesia general, y cirugía mayor, el separador celular saca 400 a 500 ml de sangra autóloga completa, a una velocidad de 50 ml por minuto. Para la obtención del concentrado de plasma rico en plaquetas se utilizará un centrifugador a 5600 r.p.m., denominado sistema CAPSS (Compact Advanced Platelet Sequestration System). Para obtener 40 ml de PRP serán necesarios 400 ml de sangre completa. A medida que saca la sangre, va añadiendo fosfato dextrosa (1 ml por cada 5 ml de sangre), que consigue la anticoagulación por la quelación del calcio. El componente PPP es acelular, supone unos 200 ml y retorna al paciente. El componente RBC fundamentalmente concentrado de hematíes supone alrededor de 180 ml de volumen y también se retorna al paciente. El RPR es plasma con un número concentrado de plaquetas y leucocitos, supone unos 70 ml (31). Para obtener un gel de RPR con aplicación clínica, se requiere de un proceso de coagulación para lo cual, se añadirá al concentrado «un activador» que consiste en una mezcla de 10 ml al 10% de clorhidrato de calcio mezclado con 10 unidades de trombina tópica bovina. El clorhidrato de calcio neutralizará el efecto anticoagulante del citrato. La trombina bovina puede iniciar la cascada de la coagulación y favorece la conversión del fibrinógeno en fibrina, y confieren al preparado una consistencia en forma de gel que facilitará su aplicación clínica (25,29). Para conseguir un gel utilizable en una jeringa de 10 ml se mezclan: 7 ml de PRP, 1/4 ml de mezcla de clorhidrato de calcio, unidades de trombina tópica bovina, y 1 ml de aire, la mezcla será agitada durante 6 segundos y puede ser usado inmediatamente. Aunque la trombina bovina ha sido aceptada como segura para el uso clínico, en algunos países y algunos clínicos prefieren activar el RPR con 1 ml de sangre autóloga completa o pequeñas cantidades de hueso esponjoso, que en ambos casos contienen trombina humana. Sistema de gabinete dental Para satisfacer las necesidades relacionadas con la cirugía oral en relación con la implantología dental, hay varios sistemas disponibles. Estos mecanismos utilizan sólo de 45 a 110 ml de sangre autóloga en un sistema cerrado estéril. Así se consigue de 6 a 12 ml de PRP desechando la sangre no utilizada, ya que es innecesaria la re-infusión y está contraindicada su reutilización en el gabinete dental. El procedimiento de colocación de implantes en clínica dental se realizará con técnica de sedación intravenosa, y con la misma venopunción se extraen 60 ml de sangre total en una jeringa conteniendo 5 ml de citrato. La sangre anticoagulada es entonces procesada, lo que tarda habitualmente 20 a 25 minutos. No se recomienda como anticoagulante el EDTA (ácido etilendiamida tetracético) debido a que fragmenta las plaquetas. El PRP es separado de los otros componentes en una jeringa. Normalmente se obtiene 1 ml por cada 10 ml de sangre total extraída. Se comienza a realizar el procedimiento cuando se realiza la venopunción y de esta manera, la obtención del RPR no interfiere con el procedimiento quirúrgico. Actualmente hay tres aparatos para la obtención de PRP en la clínica dental, son la Smart PRP (Harvest Technologies, Norwell, MA), the Plasma Seal (Plasma Seal, San Francisco, CA), y el Platelet Concentrator (Impl Innovations, Inc. 3i, West Palm Beach, FL). Los tres pueden procesar cantidades pequeñas de sangre total, de 45 a 60 ml, para obtener 5 a 6 ml de PRP, por ciclo. El Smart PRP es el único, y recientemente, aceptado por la FDA (Food and Drug Administration) para la producción de PRP (31). 211

8 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González 212 Landesber y cols. (32, 33), para evitar el riesgo de coagulopatías proponen otra alternativa al uso de la trombina y el clorhidrato de calcio; es la adición de un gel de ITA (sin embargo, es curioso que no refieren en la publicación la composición química del producto). Los niveles que obtienen de PDGF y de TGF-β fueron similares, con los dos métodos estudiados por los autores. Marx (34) en una carta de contestación a Landesberg y cols. (33) no está de acuerdo con los autores en que la trombina y el calcio en las pequeñas cantidades que se usan para la producción de un coágulo, de 5 a 6 ml PRP para la utilización en Odontología, pueda desencadenar una coagulopatía; y comenta que hasta que no se descubra su estructura química no tiene sentido hablar de su utilización. Marx y cols. (29), en 1998, examinaron el mecanismo de acción y los puntos de influencia que los factores de crecimiento PDGF y TGF-β ejercen sobre la regeneración ósea en injertos óseos. Obtuvieron la concentración del PRP y de los factores de crecimiento citados por centrifugación en gradientes de densidad, obteniendo una concentración de plaquetas de un 338%, pasando de una media en sangre total de a por ml. Estudió 88 injertos óseos mandibulares en pacientes que sufrieron extirpaciones por tumores malignos. Un grupo recibió injertos sin PRP y otro grupo con PRP. Obtuvo el concentrado con un aparato Electro Medics 500 (Medtronic ). Realizó controles radiográficos a los 2, 4 y 6 meses, y en los pacientes con PRP la tasa de maduración ósea fue de 1.62 a 2.16 mayor que en el grupo control. A los 6 meses realizó un análisis histomorfométrico y los pacientes con PRP tenían mayor densidad ósea en los injertos, el 74% frente al 55%. Según Marx y cols. (29) los diferentes estudios clínicos, radiográficos e histológicos de regeneración ósea utilizando el concentrado de plaquetas junto con injertos autólogos particulados de cresta ilíaca demuestran un aumento significativo en la regeneración ósea y en la calidad del mismo, siendo más denso y maduro en relación con los casos control en donde sólo fue utilizado el injerto. Asimismo, se ha demostrado que el concentrado de plaquetas aumenta de forma significativa la regeneración ósea cuando es utilizada en combinación con hueso poroso desmineralizado, el cual proporciona una matriz osteoconductiva que suplementa las propiedades osteoconductivas de la fibrina presente en el gel, incrementando la proliferación de osteoblastos de la matriz. La utilización de PRP autólogo durante la cirugía eliminaba problemas acerca de la transmisión de enfermedades y reacciones inmunológicas que se están asociadas con el uso de preparaciones alogénicas y xenogénicas, así como sobre la posibilidad de un error de etiquetado de la muestra que puede ocurrir a través del circuito de laboratorio. Anitua (35), en 1999, publicó los resultados de la aplicación de PRP autólogo en una serie de pacientes sanos, en los cuales estaba indicada la exodoncia por fractura vertical o bien por enfermedad periodontal severa, a los cuales se colocó un implante. Estos pacientes se asignaron aleatoriamente a un grupo de control o al grupo tratado con PRP, obteniendo una epitelización buena o excelente y formación de hueso maduro compacto con buena organización trabecular en todos los pacientes tratados con PRP. En el grupo de control la epitelización se consideró normal y significativamente diferente a los pacientes tratados con PRP. Todos mostraron formación de tejido tisular conectivo conteniendo trabéculas óseas, pero en ningún caso se encontró hueso maduro. En ningún caso se encontraron efectos negativos por el uso de PRP. Stefani y cols. (36) realizaron un estudio en perros, a los que tras exodonciar un premolar se colocó un implante inmediato. Se hicieron dos grupos, con y sin la aplicación de 5 mg tanto de PDGF como de IGF, vehiculizado en 0,10 ml de gel de metilcelulosa al 4%. Evaluaron la creación de hueso a las 3, 8 y 12 semanas, y no encontraron diferencias significativas entre ambos grupos. En la literatura existen publicaciones de casos clínicos donde se comenta que se ha utilizado el PRP y se ha obtenido éxito en el tratamiento (37) ; sin embargo, son casos aislados y será necesario el estudio prospectivos de series clínicas para conocer bien el papel del PRP.

9 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 Factor de crecimiento transformador beta La superfamilia de factores de crecimiento transformadores beta, incluye alrededor de 47, y entre ellos las 13 proteínas morfogenéticas (PMPs) conocidas. Los tipos de TGF-β encontrados en las plaquetas son TGFβ1 y TGFβ2, que son los factores de crecimiento de tejido conectivo más genéricos. De un peso molecular alrededor de Daltons, se encuentran en los gránulos alfa de las plaquetas y son activamente producidos en respuesta al daño tisular o al acto quirúrgico. Su mecanismo de activación celular a través de un receptor transmembrana, la activación kinasa de una proteína intermedia, y la señal de expresión protéica de varias secuencias de genes, es la misma que para los PDGF. Las células activadas por TGFβ1 o TGFβ2 incluyen fibroblastos, células endoteliales, células osteoprogenitoras, células condroprogenitoras y células mesenquimales. Una célula endotelial puede ser estimulada para producir nuevos capilares. Una célula osteoprogenitora podrá diferenciarse y producir matriz ósea. Una célula condroprogenitora podrá diferenciarse y producir matriz cartilaginosa. Una célula mesenquimal puede ser estimulada a dividirse y proveer una gran población celular destinada a la cicatrización de los tejidos necesaria para una cicatrización completa. Factor de crecimiento de los fibroblastos (FGF) Existen siete formas y se han descrito extensamente dos de ellas: una básica (FGFb) y otra de carácter ácido (FGFa). Estos factores son potentes mitógenos y quimiotácticos para las células endoteliales y para gran variedad de células de origen mesenquimatoso, como los fibroblastos, los osteoblastos, condrocitos, células musculares lisas y mioblastos esqueléticos (38). Schliephake y cols. (38) han investigado mediante estudios in vivo la formación ósea tras la aplicación de FGFb. Implantaron injertos óseos en cuatro minicerdos subperiósticamente a ambos lados de la mandíbula, cubiertos mediante una membrana de poliláctico. En un lado de la mandíbula se colocó FGFb. Cinco meses después los animales se sacrificaron y se observó crecimiento óseo independientemente del uso o no de FGFb. Posibles aplicaciones futuras de PRP en cirugía e implantología oral Injertos óseos en defectos de continuidad. Se puede usar una capa o estrato de PRP para colocar sobre la superficie del injerto. Injertos óseos en «sinus lift». Los injertos de hueso autólogo para el sinus lift requieren alrededor de 5 cc de PRP por seno maxilar. Se puede realizar mezclándolo con el material de injerto para confeccionar un gel. Injertos de aumento del proceso alveolar. Los procedimientos de aumento vertical u horizontal del proceso alveolar pueden beneficiarse del uso del PRP. Tanto si se usa un bloque de cortical-esponjosa o hueso particulado, el PRP puede incorporarse en el injerto o en la superficie del mismo. Normalmente requiere 5 cc de PRP. Si es posible, es útil colocar una membrana de PRP sobre este tejido. Injerto peri-implantario. Cuando se colocan implantes en lugares de extracción, queda un hueco entre la superficie del implante y la lámina dura. El PRP colocado en esta área actúa como un coágulo enriquecido de plaquetas y fibrina promocionando la osteoinducción natural para la cicatrización en el alvéolo tras la extracción. Injertos de tejido blando. El valor del PRP en el incremento de la cicatrización de tejidos blandos está en la actualidad emergiendo. Varios factores de crecimiento, como EGF, PDGF, IGF-I y TGF-a, parecen incrementar significativamente la cicatrización epitelial, según algunos trabajos de laboratorio y un limitado número de ensayos clínicos (39). Se necesitan estudios futuros para determinar la utilidad de la utilización de los factores de crecimiento, tanto de que puede aportar el plasma rico en plaquetas, como las proteínas morfogenéticas, para realmente conocer cómo éstos pueden beneficiar los procesos de cicatrización de los tejidos. 213

10 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González 214 GROWTH FACTORS AND PROTEINS IN BONE WOUND HEALING. ORAL IMPLANTOLOGY APLICATIONS ABSTRACT Bone tissue contains numerous cell-to-cell signalling peptides called growth factors with potent effects on bone metabolism. It has been possible to isolate and produce some of them. The odontologic community has an interest in their roles in wound healing. The purpose of this review is to summarize current information on the structure of the growth factors, their biological effects, their involvement in oral implantology. We reviewed different growth factors contained in platelet rich plasma and the morphogenetic proteins that may play an important role in osseous regeneration in oral implantology. KEY WORDS Growth factors; Platelet-rich plasma; Bone morphogenetic protein; Oral implantology. FACTEURS DE CROISSANCE ET PROTEINES QUI INFLUENCENT LA CROISSANCE OSSEUSE; APPLICATIONS EN IMPLAN- TOLOGIE RESUMÉ Le tisú osseux contient des peptides nommés facteurs de croissance, avec de puissants effets sur le metabolisme osseux. Dans l antualité il est posible d isoler ou de faire la synthese de certains d entre eux. Pour l odontologie leur rôle dans la cicatrisation osseuse et des tissus mous est très interessant. Le propos de cet article est de revoir et resumer l information actuelle sur les facteurs de croissance osseux, ses effets biologiques et leur fontion en implantologie. On a rèvu les differents facteurs de croissance qui existent dans le plasma riche en plaquettes et les proteines morphogenetiques qui peuvent avoir un rôle important pour la regenertion osseuse en implantologie. MOTS CLÉS Facteurs de croissance, Plasma riche en plaquettes, Proteine morphogenetique humaine, Implantologie. FATTORI DI CRESCITA E PROTEINE CHE INFLUISCONO NELLA CRESCITA OSSEA: APPLICAZIONI IN IMPLANTOLOGIA ORALE. RIASSUNTO Il tessuto osseo contiene peptidi conosciuti come fattori di crescita, con potenti effetti sul metabolismo osseo. Attualmente e`possibile isolare o sintetizzare alcuni di loro. Per la Odontoiatria è molto interessante il ruolo che possono svolgere nella cicatrizzazione ossea e dei tessuti molli. Il proposito di questo articolo di revisione è riassumere l informazione attuale sui fattori di crescita ossea, sui loro effetti biologici, e sulla loro funzione in implantologia orale. Abbiamo revisato i differenti fattori di crescita contenuti nel plasma ricco in piastrine e le proteine morfogenetiche che possono svolgere un importante ruolo nella rigenerazione ossea in implantologia orale. PAROLE CHIAVI Fattori di crescita; Plasma ricco in piastrine; Proteina morfogenetica umana; Implantologia orale. FACTORES DE CRESCIMENTO E PROTEÍNAS QUE INFLUEM NO CRESCIMENTO ÓSSEO: APLICAÇÕES NA IMPLANTOLOGIA ORAL. RESUMO O tecido ósseo contém péptidos, conhecidos como factores de crescimento, com efeitos potentes no metabolismo ósseo. Actualmen-

11 PERIODONCIA Volumen 11 Número 3 Julio-Septiembre 2001 te é possível isolar ou sintetizar alguns destes factores. Na medicina dentária é muito interessante o papel que podem desempenhar estes factores na cicatrização óssea e dos tecidos moles. O objectivo deste artigo de revisão é resumir a informação actual acerca de factores de crescimento ósseo, dos seus efeitos biológicos e da sua função na implantologia oral. Revemos os diferentes factores de crescimento contidos no plasma rico em plaquetas e as proteínas morfogenéticas que podem desempenhar um papel importante na regeneração óssea na implantologia oral. 215 PALAVRAS-CHAVE Factores de crescimento; Plasma rico em plaquetas; Proteína morfogenética humana; Implantologia oral. 1. Marx RE, Garg AK. Bone graft physiology with use of plateletrich plasma and hyperbaric oxygen. En: Jensen OT (ed). The sinus bone graft. Chicago: Quintessence, 1999: Hollinger JO, Buck DC, Bruder SP. Biology of bone healing. Its impact on clinical therapy. En Ed. Lynch SE, Genco RJ, Max RE (eds). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999: Wozney JM. Biology and clinical applications of rhbmp-2. En Lynch SE, Genco RJ, Max RE (eds). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999: Serrano V, Casas A. Factores de crecimiento: Un nuevo enfoque terapéutico? Periodoncia 1997;7: Committee on Research, Science, and Therapy of the American Academy of Periodontology. The potential role of growth and differentiation factors in periodontal regeneration. J Periodontol 1996;67: García AM, Estefanía E, Aguirre LA. Actualización sobre el uso de los factores de crecimiento y proteínas en el tratamiento regenerativo periodontal (I). Periodoncia 1999;9: García AM, Estefanía E, Aguirre LA. Actualización sobre el uso de los factores de crecimiento y proteínas en el tratamiento regenerativo periodontal (II). Periodoncia 2000;10: Cillo JE, Gassner R, Koepsel RR, Buckey J. Growth factor and cytokine gene expression in mechanically strained human osteoblast-like cells: Implications for distraction osteogenesis. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 2000;90: Urist MR, Lietze A, Dawson E. βtricalcium phosphate delivery system for bone morphogenetic protein. Clin Ortphop Rel Res 1984; 72: Wozney JM. The potential role of bone morphogenetic proteins in peiodontal reconstruction. J Periodontol 1995;66: Higuchi T, Kinoshita A, Takahashi K, Oda S, Ishikawa I. Bone regeneration by recombinant human bone morphogenetic protein-2 in rat mandibular defects. An experimental model of defect filling. J Periodontol 1999;70: Asahina I. Purification of bone morphogenetic protein (BMP) and fundamental studies on its clinical aplication. J Jap Ass Oral Pathhol 1987;54: BIBLIOGRAFÍA 13. Boyne PJ. Studies of the surgical application of osteoconductive and osteoinductive materials. En: Lynch SE, Genco RJ, Max RE (eds). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999: Takaoka K. Ectopic bone inductions and in porous hidroxyapatite combined with collagen and bone morphogenetic protein. Clin Orthop Rel Res 1988;234: Niederwanger M, Urist MR. Demineralized bone matrix supplied by bone nbanks for a carrier of recombinant human bone morphogenetic protein (rhbmp-2): A substitute for autogenic bone grafts. J Oral Implantol 1996;22: Xiang W, Baolin L, Yang J, Yang X. The effect of bone morphogenetic protein on osseointegration of titnium implants. J Oral Maxillofac Surg 1993;51: Boyne PJ, Marx RE, Nevins M, et al. A feasibility study evaluating rhbmp-2/absorvable collagen sponge for maxillary sinus floor augmentation. Int J Periodont Rest Dent 1997;17: Clark L, Schow S, Gilbert R. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 for maxillary sinus grafting. En: Jensen O (ed). The sinus bone graft. Chicago: Quintessence Publishing 1999: King GN, King N, Cruchley AT, Wozney JM, Hughes FJ. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 promotes wound healing in rat periodontal fenestration defects. J Dent Res 1997; 76: Kinoshita A, Oda S, Takahasi K, Yokota S, Isikawa I. Periodontal regeneration by application of recombinant human bone morphogenetic protein-2 to horizontal circumferential defects created by experimental periodontics in beagle dogs. J Periodontol 1997; 68: Rowe DJ, Ko S, Tom XM, Silverstein SJ, Richards DW. J Periodontol 1999; 70: McAllister BS, Margolin MD, Cogan AG, Taylor M, Wollins J. Residual lateral wall defects following sius grafting with recombinant human osteogenic protein-1 or Bio-Oss in the chimpanzee. Int J Period Restorative Dentistry 1998;18: Cochran DL, Jones A, Fontaine J, Melloning JT, Boyan B, Carnes D, Schwartz Z. Periodontal regeneration and localized osseous regeneration in the oral cavity. En: Lynch SE, Genco RJ, Max RE (eds). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999:

12 M. Peñarrocha Diago J.M. Sanchis Bielsa J.M. Martínez González Cochran DL, Schenk R, Buser D, Wozney JM, Jones AA. Recombinant human bone morphogenetic rhbmp-2 stimulation of bone formation around dental implants. J Periodontol 1999;70: Lynch SE, Buser D, Hernández RA, Weber HP, Stich H, Fox CH, Williams RC. Effects of the platelet-derived growth factor insulin-like growth factor-1 combination on bone regeneration. Around titanium dental implants. Results of a pilot study in Beagle dogs. J Periodontol 1991;62: Cho MI, Matsuda N, Ramakrishnan PR, Lin WL, Genco RJ. Differential regulation of periodontal ligament cells activities by platelet derived growth factor, insuline like growth factor-i and epidermal growth factor. En: Genco RJ, Hamda S, Lehner T, McGhee J, Mergenhangen S (eds). Molecular pathogenesis of periodontal disease. Washington DC: American Society for Microbiology 1994; Hughes FJ, Aubin JE, Heersche JN. Differential chemotatic responses of different populations of fetal rata calvaria cells to platelet derived growth factor and transforming growth factor beta. Bone Mineralization 1992;19: Becker W, Lynch SE, Lekholm U et al. A comparison of eptfe membranes alone or in combination with platelet growth factors and insulin-like growth factor-1 or demineralised freeze-dried bone in promoting bone formation around immediate extraction socket implants. J Periodontol 1992;63: Marx RE, Carlson ER, Eichstaedt RM. Platelet rich plasma. Growth phactor enhancement for bone grafts. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1998;85: Whitman DH, Berry RL, Green DM. Platelet gel. An autologous alternative to fibrin glue with applications in oral and maxilofacial surgery. J Oral Maxillofac Surg 1997;55: Marx R. Platelet-rich plasma: A source of multiple autologous growth factors for bone grafts. En: Lynch SE, Genco RJ, Max RE (ed). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999: Landesberg R, Moses M, Karpatkin M. Risk of using platelet rich plasma gel (letter). J Oral Maxillofac Surg 1998;56: Landesberg R, Roy M, Glickman RS. Quantification of growth factor levels using a simplified method of platelet-rich plasma gel preparation. J Oral Maxillofac Surg 2000;58: Marx RE. Quantification of growth factor levels using a simplified method of platelet-rich plasma gel preparation. J Oral Maxillofac Surg 2000;58: Anitua E. Plasma Rich in Growth Factors: Preliminary Results of Use in the Preparation of Future Sites for Implants. J Oral Maxillofacial Implants 1999;14: Stefani C, Machado M, Sallum E, Sallum A, Toledo S, Nociti F. Platelet -derived growth factor/insulin-like growth factor-1 combination and bone regeneration around implants placed into extraction sockets. A histometric study in dogs. Implant Dentistry 2000;9: Vercellotti T. Piezoelectric surgery in implantology: A case report. A new piezoelectric ridge expansion technique. Int J Perio Rest Dent 2000;20: Schiliephake H, Neukam FW, Löhr A, Hutmacher D. The use of basic fibroblast growth factor ( -FGF) for enhancement of bone in growth into pyrolized bovine bone. Int J Oral & Maxillofac Implants 1995;10: Preuss S, Breuing K, Eriksson E. Cutaneous wound repair and gene transfer. En: Lynch SE, Genco RJ, Max RE (eds). Tissue Engineering. Aplications in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Chicago: Quintessence 1999: