Đánh giá mô học vùng xương quanh implant có ghép vật liệu ghép 4- Bone trên xương thỏ

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 8 ĐÁNH GIÁ MÔ HỌC VÙNG XƯƠNG QUANH IMPLANT CÓ GHÉP VẬT LIỆU GHÉP 4- BONE TRÊN XƯƠNG THỎ Cao Thị Thu Trang*, Lê Đức Lánh**, Võ Chí Hùng** TÓM TẮT Mục tiêu: Khảo sát mô học việc ghép Biphasic calcium phosphate (4-Bone) trong cấy ghép implant thực nghiệm trên thỏ từ 1-3 tháng. Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu thực nghiệm insitu trên động vật có nhóm chứng. Mẫu nghiên cứu gồm 9 thỏ không thuần chủng, 12-14 tháng tuổi, cân nặng trung bình > 3,5kg. Cấy ghép 2 implant trên đùi thỏ, vị trí thứ 1 được sử dụng với vật liệu ghép 4-Bone, vị trí thứ 2 không sử dụng vật liệu ghép. Khảo sát mô học lành thương, xác định thời gian có sự hình thành xương mới quanh implant, so sánh hình ảnh mô học giữa nhóm có và không có sử dụng vật liệu ghép qua 1, 2, 3 tháng. Kết quả: Thời điểm 1 tháng ở cả 2 nhóm cấy ghép đều có hiện tượng sinh xương đang diễn ra, hình thành chất dạng xương chưa tạo bè xương. Thời điểm 2 tháng có sự hình thành xương mới dạng bè, tuy nhiên bè xương tân tạo xuất hiện ở nhóm có vật liệu ghép ít hơn so với nhóm không có vật liệu ghép. Thời điểm 3 tháng bè xương tân tạo xuất hiện nhiều hơn gần như lấp đầy vùng lành thương ở nhóm có vật liệu ghép so với nhóm không có vật liệu ghép, vật liệu ghép chưa tiêu hủy hết ở cả 2 nhóm. Kết luận: vật liệu ghép giúp lành thương tốt hơn cho thấy xương tân tạo đã trưởng thành, chưa tiêu hủy hết ở thời điểm 3 tháng. Từ khoá: Cấy ghép nha khoa, biphasic calcium phosphate, hình ảnh mô học, vùng lành thương ABTRACT HISTOLOGIC EVALUATION OF THE PERI-IMPLANT BONE GRAFTED WITH 4-BONE IN RABBIT MODEL Cao Thi Thu Trang, Le Duc Lanh, Vo Chi Hung * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 8 - 13 Background: Dental implants are increasingly widely used to replace missing teeth. To ensure long-term success, esthetically pleasing results, prevention of complications and reduction of failure rate of dental implants, bone graft materials are needed to be used. Many recent studies show the efficacy of alloplastic graft material of biphasic calcium phosphate (4-Bone ®) in implant dentistry. Objective: To evaluate the histology of biphasic calcium phosphate (4-Bone®) in experimental implants on rabbits in the periods of 1-3 months. Subjects and Methods: Allowed the controlled aspects of in situ experimental studies on animals. The sample consists of 9 non-purebred rabbits, 12-14 months old, average weight > 3.5kg. Two implants were placed on the femur of each rabbit, the first one was grafted with 4-Bone® and the other not grafted. The healing was evaluated histologically, the time for formation of new bone around the implants immediately after the placement of the implant was determined, and the histological images of the grafted group and the non-grafted group were compared at 1, 2 and 3 months. * Học viên Cao học 2011-2013- Khoa RHM, Đại học Y Dược TP.HCM ** Bộ môn CGNK-Khoa RHM, ĐHYD TP.HCM Tác giả liên lạc: ThS. Cao Thị Thu Trang ĐT: 0913945553 Email: caotrang73@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 9 Results: At 1 month, both groups showed the bone formation in progress, osteoid formation but not trabecular formation. At 2 months, there were new bone formation in form of trabecular; the newly-generated bone in grafted group was less than in non-grafted group. At 3 months, the newly-generated bone appears almost filled the healing area in grafted group more than in non-grafted group, and the graft materials had not completely resorbed in both group. Conclusion: Graft materials help better healing, newly-generated bone matures and graft materials are not completely resorbed in 3 months Keywords: Dental implants, biphasic calcium phosphate, histological images, the healing area ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, điều trị với implant nha khoa là giải pháp tối ưu trong phần lớn trường hợp để phục hồi lại mất một răng đơn lẻ, nhiều răng hay mất toàn bộ răng, tỉ lệ thành công cấy ghép nha khoa đạt được khoảng 95%-96% sau 5 năm(5,6,8,10,12). Một trong những điều kiện cần để có thể thực hiện cấy implant là phải có đủ thể tích xương bao quanh implant. Tuy nhiên, sau khi mất răng, sống hàm sẽ bị teo theo cả chiều ngang lẫn chiều dọc gây khó khăn cho tiến trình phẫu thuật đặt implant(11,13). Nhiều loại vật liệu ghép có nguồn gốc khác nhau, trong đó có biphasic tricalcium phosphate, đã được ứng dụng rộng rãi trong thực hành cấy ghép nha khoa. Đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới về sự tương tác giữa biphasic tricalcium phosphate và mô xương chủ(3,7,9). Ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về mô ghép xương tổng hợp trong cấy ghép nha khoa, vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu khảo sát các tính năng vật liệu ghép biphasic canxium phosphate (vật liệu 4-Bone®) trong cấy ghép implant được thực nghiệm trên thỏ với các mục tiêu sau: Khảo sát mô học sự lành thương vào thời điểm một tháng, hai tháng, ba tháng sau cấy ghép nha khoa có ghép biphasic calcium phosphate (4-Bone®). Xác định thời gian có sự hình thành xương mới quanh implant sau cấy ghép. So sánh hình ảnh mô học sau cấy ghép của nhóm có ghép và không ghép biphasic calcium phosphate (4-Bone®) ở thời điểm một tháng, hai tháng, ba tháng. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mẫu nghiên cứu Chín thỏ không thuần chủng, 12-14 tháng tuổi, cân nặng trung bình > 3,5 kg được nuôi riêng mỗi con một chuồng trong cùng một điều kiện môi trường và thức ăn giống nhau. Thiết kế nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm in situ trên động vật có nhóm chứng Tiến trình nghiên cứu và thu thập các dữ liệu Thực hiện phẫu thuật cấy ghép 2 implant trên đùi thỏ tại bộ môn cấy ghép nha khoa, Khoa Răng Hàm Mặt ĐHYD TP.HCM. Mã số hóa vị trí của các implant tính từ khớp háng tới khớp gối lần lượt là (1): đặt implant cùng với ghép vật liệu ghép Biphasic calcium phosphate. (2): đặt implant không có sử dụng vật liệu ghép (nhóm chứng). Do đường kính implant 3,75mm nên cần dùng thêm mũi khoan 4,2 mm để tạo đường vào cho vật liệu ghép. Sử dụng vật liệu ghép (4-bone) biphasic calcium phosphate đưa vào vị trí thứ nhất, sau đó đặt implant ở cả 2 vị trí lấy sạch mảnh vụn của vật liệu ghép ở vị trí 1, đóng nắp lành thương. Khâu đóng 3 lớp che kín miệng sang thương, săn sóc sau mổ. Sau 1, 2, 3 tháng xử lý mẫu mô và làm tiêu bản mô học ở 3 vị trí: vị trí thứ 1: Cấy ghép implant có ghép xương; vị trí thứ 2: Cấy ghép implant không có vật liệu ghép (VLG); vị trí xương bình thường. Khảo sát hình ảnh vi thể, đếm số lượng hủy cốt bào (nếu có), tạo cốt bào và cốt bào theo phương pháp mù đơn. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 10 Phân tích thống kê Thu thập và xử lý số liệu bằng phần mềm STATA 12.0. Các số liệu được thống kê mô tả bằng số trung bình cho các biến tạo cốt bào, cốt bào giữa các nhóm, cũng như qua từng thời điểm, so sánh 2 số trung bình giữa các nhóm bằng kiểm định Mann-Whitney, so sánh số trung bình qua các thời điểm bằng kiểm định ANOVA. KẾT QUẢ So sánh lành thương xương ở vị trí cấy ghép có và không có VLG ở 1 tháng Bảng 1: Số lượng trung bình tạo cốt bào, cốt bào ở hai nhóm 1 tháng. Nhóm cấy ghép có VLG Nhóm cấy ghép không có VLG Pvalue Tạo cốt bào 46,11 ± 20.15 49,44 ± 19.2 0,88 Cốt bào 4 (0-14)* 0 (0-24)* 0,88 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường Bảng 2: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép có VLG Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 46,11 ± 20,11 6,44 ± 2,5 0,000 Cốt bào 4 (0-14) 20 (19-21) 0,000 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép không có VLG và nhóm xương bình thường Bảng 3: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép không VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép không có VLG Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 49,44 ± 2.5 6,44 ± 2.5 0,003 Cốt bào 0 (0-24) 20 (19-21) 0,003 Hình ảnh mô học lành thương sau cấy ghép nhóm 1 tháng Nhóm có VLG Nhóm không có VLG Hình 1: Vùng lành thương lấp đầy TB xương nằm sát bề mặt implant (HEx100). Hình 2: Vùng lành thương với chất dạng trung mô xen lẫn VLG, ĐTB (HEx100). So sánh lành thương xương ở vị trí cấy ghép có và không có VLG 2 tháng Bảng 4: Số lượng trung bình tạo cốt bào, cốt bào ở hai nhóm 2 tháng. Nhóm cấy ghép có VLG Nhóm cấy ghép không có VLG P Tạo cốt bào 12,66 ± 6,4 16,22 ± 6,75 0,26 Cốt bào 16,11 ± 4,67 23,67 ± 6,10 0,00 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường 2 tháng Bảng 5: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép có VLG Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 12,66 ± 6,4 6,33 ± 3,27 0,017 Cốt bào 16,11± 4,67 26,89 ± 6,52 0,001 Chất dạng x ng TB trung mô VLG TB Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 11 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép không có VLG và nhóm xương bình thường Bảng 6: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép không VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép không VLG Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 16,22 ± 6,75 6,33 ± 3,27 0,000 Cốt bào 23,67 ± 6,1 26,89 ± 6,1 0,308 Hình ảnh mô học lành thương sau cấy ghép implant nhóm 2 tháng Nhóm có VLG Nhóm không có VLG So sánh sự lành thương ở 2 nhóm 3 tháng Bảng 7: Số lượng trung bình tạo cốt bào, cốt bào ở hai nhóm 3 tháng. Nhóm cấy ghép có VLG Nhóm cấy ghép không có VLG P Tạo cốt bào 7 ± 2 11,56 ± 4,55 0,01 Cốt bào 23 ± 6,30 26,11 ± 12,23 0,59 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường Bảng 8: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép có VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép có vật liệu ghép Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 7 ± 2 7,11 ± 1,9 0,93 Cốt bào 23 ± 6,3 21,555 ± 3,78 0,56 So sánh số lượng TCB, CB ở nhóm cấy ghép không có vật liệu ghép và nhóm xương bình thường Bảng 9: Số lượng trung bình TCB,CB ở nhóm cấy ghép không VLG và nhóm xương bình thường. Nhóm cấy ghép không có VLG Nhóm xương bình thường P Tạo cốt bào 11,56 ± 4,55 7,11 ± 1,9 0,018 Cốt bào 26,11 ± 12,23 21,55 ± 3,78 0,325 Hình ảnh mô học lành thương sau cấy ghép implant nhóm 3 tháng Nhóm có VLG Nhóm không có VLG Vùng lành thương Hình 5: Xương tân tạo gần như trưởng thành, lấp đầy VLT. Hình 4: Xương tân tạo chưa lấp đầy VLT (HE x 100). Hình 3: VLT với xương tân tạo chưa được lấp đầy (HE x 100). Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 12 BÀN LUẬN Mô học lành thương vào thời điểm 1 tháng Cả 2 nhóm cấy ghép có và không VLG đều có hiện tượng sinh xương đang diễn ra do số lượng tạo cốt bào nhiều (so với nhóm xương bình thường), đồng thời sự hiện diện số lượng cốt bào quá ít (so với nhóm xương bình thường) cho thấy có sự hình thành chất dạng xương tân tạo, chưa tạo bè xương. Hiệu quả dẫn tạo xương của BCP được thể hiện qua hình ảnh chất dạng xương mới hình thành bao quanh một phần vật liệu ghép sau một tháng lành thương, kết quả nghiên cứu này cho thấy tương tự với những nghiên cứu thực nghiệm trước(2,9). So sánh hình ảnh mô học sau cấy ghép của 2 nhóm có và không có VLG Số lượng tạo cốt bào ở cả 2 nhóm nghiên cứu lớn hơn nhóm xương bình thường rất có ý nghĩa thống kê, trong khi đó số lượng cốt bào ở cả 2 nhóm nghiên cứu nhỏ hơn nhóm xương bình thường có ý nghĩa thống kê và chưa thấy có sự khác biệt qua hình ảnh mô học ở 2 nhóm, ngược với kết quả nghiên cứu của Calvo- Guirado JL và cộng sự 2012(1). Mô học lành thương vào thời điểm 2 tháng Hình thành xương mới dạng bè, đã có sự hiện diện của bè xương tân tạo ở nhóm có VLG tuy là ít hơn so với nhóm không có VLG, xương tân tạo xen lẫn với vật liệu ghép còn sót lại, có những nơi vật liệu ghép tiếp xúc sát mô xương tân tạo (vật liệu tích hợp trong mô xương). Với những hình ảnh trên cho thấy hiệu quả dẫn tạo xương của BCP sau 8 tuần lành thương tương tự với quan sát từ nghiên cứu thực nghiệm của Jensen và cộng sự 2007(7). So sánh hình ảnh mô học sau cấy ghép của 2 nhóm có và không có VLG Cả 2 nhóm đều đang trong quá trình tạo xương, hình thành bè xương tân tạo ở nhóm có VLG ít hơn so với nhóm không có VLG, do số lượng tạo cốt bào ở 2 nhóm nghiên cứu lớn hơn so với nhóm xương bình thường có ý nghĩa thống kê, và số lượng cốt bào ở nhóm có VLG nhỏ hơn nhóm không có VLG, nhóm xương bình thường có ý nghĩa thống kê, có lẽ do VLG trong khoang xương ban đầu đã làm trì hoãn tiến trình sửa chữa xương. Tuy nhiên, theo thời gian sự hiện diện của chúng dẫn đến việc sửa chữa nhiều hơn trong sự hình thành xương, như đã thấy trong nghiên cứu này (thời điểm 3 tháng lành thương sau cấy ghép implant có ghép vật liệu ghép xương). Mô học lành thương vào thời điểm 3 tháng Hình ảnh tạo bè xương sau 3 tháng ở nhóm có VLG rất rõ, các bè xương ngày càng được tạo ra nhiều hơn, bè xương to hơn do quá trình lắng đọng và tích tụ chất nền xương. Các bè xương đã gần như hoàn toàn lấp đầy vùng lành thương, có cả những bè xương đã trưởng thành có hốc tủy, có sự tiếp xúc mật thiết giữa vật liệu ghép và mô xương (tích hợp xương), BCP có tính tương hợp sinh học và dẫn tạo xương, implant tích hợp xương tốt sau 3 tháng lành thương, kết quả tương tự Frenken H. và cộng sự (2010)(4). So sánh hình ảnh mô học sau cấy ghép của 2 nhóm có và không có VLG Nhóm không có VLG quá trình tạo xương tiếp tục diễn ra, để tạo thành những bè xương hoàn chỉnh. Nhóm có VLG bè xương hình thành tương đối hoàn chỉnh nên quá trình tạo xương Xương tân tạo chưa trưởng thành Hình 6: Xương tân tạo chưa trưởng thành ở VLT. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 13 diễn ra chậm lại, chuyển sang giai đoạn tái cấu trúc xương để hình thành xương trưởng thành do số lượng TCB ở nhóm không có VLG lớn hơn nhóm có VLG và nhóm xương bình thường có ý nghĩa thống kê, số lượng CB ở 2 nhóm nghiên cứu và nhóm xương bình thường sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Điều này cho thấy vật liệu ghép xương BCP góp phần vào sự hình thành xương trong cấy ghép. KẾT LUẬN Thời điểm 1 tháng có sự hình thành chất dạng xương, chưa tạo bè xương nhiều ở cả 2 nhóm. Thời điểm 2 tháng có sự hình thành bè xương nguyên phát chưa trưởng thành, nhóm không có VLG bè xương hình thành nhiều hơn so với nhóm có VLG. Thời điểm 3 tháng có sự tạo bè xương hoàn chỉnh hơn, nhất là đối với nhóm cấy ghép có VLG xương tân tạo đã trưởng thành gần giống cấu trúc của nhóm xương bình thường. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Calvo-Guirado JL, et al. (2012). Histomorphometric and mineral degradation study of Ossceram: a novel biphasic B- tricalcium phosphate, in critical size defects in rabbits. Clin Oral Implants Res, 23(6): 667-75. 2. Castellani C, et al. (2009). Biphasic calcium phosphate ceramics in small bone deffects: potential influence of carrier substances and bone marrow on bone regeneration. Clinical Oral Implants Research, 20: 367-374. 3. Cordaro L, et al. (2008). Maxillary sinus grafting with Bio- Oss® or Straumann® Bone Ceramic: histomorphometric results from a randomized controlled multicenter clinical trials. Clinical Oral Implant Research, 19(8): 796-803. 4. Frenken H, et al (2010). The use of Straumann bone ceramic in maxillary sinus floor elevation procedure: a clinical, radiological, histological, and histomorphometric evaluation with 6 months healing period. Clinical Oral Implant Res, 21(2): 201-208. 5. Henry PJ (2000). Tooth loss and implant replacement. Australia Dent J, Sep 45(3): 150-72. 6. Holm-Pederson P, et al. (2007). What are the longevities of teeth and oral implants? Clin Oral Impl Res,18 Suppl 3 : 15-9. 7. Jensen SS, et al (2007). Evaluation of a novel biphasic calcium phosphate in standardized bone defects: a histologic & histomorphometric study in the mandibles of minipigs. Clinical Oral Implants Research, 18: 752-760. 8. Jung RE, et al. (2008). A systematic review of the 5-year survival and complication rates of implant supported single crowns. Clin Oral Impl Res, 19: II9 – I30. 9. Park JW, et al. (2010). Healing of rabbit calvarial bone defects using biphasic calcium phosphate ceramics made of submicron-sized grains with a hierarchical pore structure. Clin Oral Impl Res, Mar 21(3): 268-76. 10. Pjetursson BE; et al (2004). A systematic review of the survival and complication rates offixed partial dentures (FPDs) after an observation period of at least 5 years. Implant supported FPDs clinical Oral Implant Research, 15: 625 – 642. 11. Schropp L, et al. (2003). Bone healing and soft tissue contour changes following single tooth extraction: a clinical and radiographic 12 months prospective study. The International journal Periodontics Restorative Dentistry, 23(4): 313-23. 12. Smith LP, et al. (2009). Outcomes of dental implants placed in a surgical trainning programme. Aust Dent J, 54(4): 361-367. 13. Van de Weijden F, et al. (2009). Alveolar bone dimensional changes of post extraction sockets in humans: a systematic review. J Clin Periodontal Dec, 36(12): 1048-58. Ngày nhận bài báo: 09/01/2014 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 13/01/2014 Ngày bài báo được đăng: 20/03/2014