Dynamics of bone tissue formation in tooth extraction sites

An experimental study in dogs

Authors

  • G. Cardaropoli,

    1. Department of Periodontology, Faculty of Odontology, The Sahlgrenska Academy at Göteborg University, Göteborg, Sweden
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  • M. Araújo,

    1. Department of Periodontology, Faculty of Odontology, The Sahlgrenska Academy at Göteborg University, Göteborg, Sweden
    2. Department of Dentistry, Maringa State University, Brazil
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  • J. Lindhe

    1. Department of Periodontology, Faculty of Odontology, The Sahlgrenska Academy at Göteborg University, Göteborg, Sweden
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Address:
Giuseppe Cardaropoli
Department of Periodontology
The Sahlgrenska Academy at Göteborg
University Box 450
40530 Göteborg Sweden
Fax: +46 31 773 3791
E-mail: Giuseppe.Cardaropoli@odontologi.gu.se

Abstract

Objectives: The aim of the present experiment was to study events involved in the healing of marginal, central and apical compartments of an extraction socket, from the formation of a blood clot, to bone tissue formation and remodeling of the newly formed hard tissue.

Material and Methods: Nine mongrel dogs were used for the experiment. The fourth mandibular premolars were selected for study and were divided into one mesial and one distal portion. The distal root was removed and the socket with surrounding soft and mineralized tissue was denoted “experimental unit”. The dogs were killed 1, 3, 7, 14, 30, 60, 90, 120 and 180 days after the root extractions. Biopsies including the experimental units were demineralized in EDTA, dehydrated in ethanol and embedded in paraffin. Serial sections 7 μm thick were cut in a mesio-distal plane. From each biopsy, three sections representing the central part of the socket were selected for histological examination. Morphometric measurements were performed to determine the volume occupied by different types of tissues in the marginal, central and apical compartments of the extraction socket at different intervals.

Results: During the first 3 days of healing, a blood clot was found to occupy most of the extraction site. After seven days this clot was in part replaced with a provisional matrix (PCT). On day 14, the tissue of the socket was comprised of PM and woven bone. On day 30, mineralized bone occupied 88% of the socket volume. This tissue had decreased to 15% on day 180. The portion occupied by bone marrow(BM) in the day 60 specimens was about 75%, but had increased to 85% on day 180.

Conclusion: The healing of an extraction socket involved a series of events including the formation of a coagulum that was replaced by (i) a provisional connective tissue matrix, (ii) woven bone, and (iii) lamellar bone and BM. During the healing process a hard tissue bridge – cortical bone – formed, which “closed” the socket.

Abstract

Zusammenfassung

Ziele:

Das Ziel des vorliegenden Experiments war es, Ereignisse die mit der Heilung einer Extraktionsalveole in marginalen, zentralen und apikalen Abschnitt verbunden sind zu studieren. Von der Bildung des Blutkoagulums zur Knochenneubildung und dem Remodellieren des neu gebildeten Hartgewebes.

Material und Methoden:

9 Mischlingshunde wurden für das Experiment verwendet. 4. mandibuläre Prämolaren wurden für die Studie ausgewählt und wurden in einen mesialen und in einen distalen Bereich aufgeteilt. Die distale Wurzel wurde entfernt und die Alveole mit dem umgebenden Weichgewebe und dem mineralisierten Gewebe wurde als “experimentelle Einheit” angegeben. Die Hunde wurden 1, 4, 7, 14, 30, 60, 90, 120 und 180 Tage nach der Wurzelextraktion geopfert. Die Biopsien, die die experimentellen Einheiten einschlossen, wurden in EDTA entmineralisiert, in Äthanol entwässert und in Parafin eingebettet. Serienschnitte von 7 μm Dicke wurden in der mesio-distalen Ebene angefertigt. Von jeder Biopsie wurden 3 Schnitte, welche den zentralen Bereich der Alveole repräsentierten für die histologische Untersuchung ausgewählt. Zur Bestimmung des Volumens, welches von den verschiedenen Arten des Gewebes in den marginalen, zentralen und apikalen Abschnitten der Extraktionsalveole nach unterschiedlichen Zeitabschnitten eingenommen wird, wurden morphometrische Messungen durchgeführt.

Ergebnisse:

Während der ersten 3 Tage der Heilung wurde ein Blutkoagulum vorgefunden, welches den größten Teil der Extraktionswunde eingenommen hatte. Dieses Koagulum wurde nach 7 Tage teilweise durch eine provisorische Matrix ersetzt. An Tag 14 beinhaltete das Alveolengewebe provisorische Matrix und Geflechtknochen. An Tag 30 bestand das Alveolenvolumen zu 88% aus mineralisiertem Knochen. Dieses Gewebe hatte an Tag 180 auf 15% abgenommen. Der Anteil, der an Tag 60 von Knochenmark eingenommen wurde betrug 75% und nahm aber bis Tag 180 auf 85% zu.

Schlussfolgerung:

Die Heilung einer Extraktionsalveole umfasst eine Reihe von Ereignissen, einschließlich der Bildung eines Koagulums, welches ersetzt wird durch: 1. Eine provisorische Bindegewebsmatrix, 2. Geflechtknochen und 3. Lamellären Knochen und Knochenmark. Während des Heilungsprozesses bildete sich eine Hartgewebsbrücke – kortikaler Knochen – welcher die Alveole “verschloss”.

Résumé

Le but de l'étude présente a été d'étudier les étapes de la guérison des compartiments apicaux, centraux et marginaux d'une alvéole d'avulsion, depuis la formation du caillot sanguin jusqu'à la formation tissulaire osseuse et le remodelage du tissu dur néoformé. Neuf chiens bâtards ont servi pour cette expérience. Les quatrièmes prémolaires mandibulaires ont été sélectionnées pour l'étude et ont été divisées en une portion mésiale et une distale. La raçine distale a été enlevée, et l'alvéole entourée de ses tissus minéralisés et mous ont été nommée “unité expérimentale”. Les chiens ont été euthanasiés 1, 4, 7, 14, 30, 60, 90, 120 et 180 jours après les avulsions radiculaires. Les biopsies comprenant les unités expérimentales ont été déminéralisées dans l'EDTA, déshydratées dans l'éthanol et enrobées dans la parafine. Des coupes en série de 7 μm d'épaisseur ont été coupées dans un plan mésio-distal. De chaque biopsie, trois coupes représentant la partie centrale de l'alvéole ont été sélectionnées pour l'examen histologique. Les mesures morphométriques ont été effectuées pour déterminer le volume occupé par les différents types de tissus dans les compartiments marginaux, centraux et apicaux de l'alvéole d'avulsion aux différents moments. Durant les trois premiers jours de guérison, un caillot sanguin occupait la plus grande partie du site d'avulsion. Ce caillot, après sept jours, était en partie remplacé par une matrice provisoire. Au jour quatorze, le tissu de l'alvéole comprenait la matrice provisoire et de l'os spongieux. Au jour 30, l'os minéralisé occupait 88% du volume de l'alvéole. Ce tissu diminuait à 15% au jour 180. La proportion occupée par de la moelle osseuse dans les spécimens du jour 60 était d'environ 75% mais avait augmentéà 85% au jour 180. La guérison d'une alvéole d'avulsion comprend une série d'événements comportant la formation d'un coagulum qui était remplacé par 1) une matrice tissulaire conjonctive provisoire, 2) de l'os spongieux et 3) de l'os lamellaire et de la moelle osseuse. Durant le processus de guérison, un pont de tissu dur-os cortical- se formait pour fermer l'alvéole.

Ancillary