The influence of a biomaterial on the closure of a marginal hard tissue defect adjacent to implants

An experimental study in the dog

Authors


Correspondence to:
Daniele Botticelli
Department of Periodontology
Faculty of Odontology
Box 450
SE. 40530 Göteborg, Sweden
Tel.: +46 31 7733189
Fax: +46 31 7733791
e-mail: daniele.botticelli@odontologi.gu.se

Abstract

Abstract: Objectives: The present experiment was performed to determine the influence of Bio-Oss® on hard tissue formation at sites that, following implant installation, presented a 1–1.25 mm wide marginal defect.

Material and methods: Four Labrador dogs were used. The premolars and first molars on both sides of the mandible were extracted. After 3 months, mucoperiosteal flaps were elevated and three experimental sites were prepared for implant installation in each side of the mandible. A step drill was used to widen the marginal 5 mm of the canal. Thus, following the placement of the implant (3.3×10 mm, SLA surface, Straumann AG, Waldenburg, Switzerland) a circumferential gap, about 1–1.25 wide and 5 mm deep, remained lateral to the titanium rod. The test sites in the left side of the mandible were first filled with a deproteinized cancellous bone mineral (Bio-Oss®). The defect sites in the right side of the mandible (control sites) were left for spontaneous healing. A resorbable barrier membrane (Bio-Gide®) was placed to cover the implant and the bone tissue in two sites of each quadrant, while the third site was left without membrane placement. The flaps were repositioned to cover all defect sites and were sutured. After 4 months of healing, block biopsies of each implant site were dissected and processed for ground sectioning.

Results: It was demonstrated that at 4 months, all types of defects were filled with newly formed bone and that the biomaterial placed in the marginal defect in conjunction with implant installation during healing became incorporated in the newly formed bone tissue. A high degree of contact was established between the Bio-Oss® particles and the newly formed bone.

Conclusion: Bio-Oss® became integrated with the newly formed bone. In the model used, Bio-Oss® did not enhance the process of bone formation and defect closure.

Résumé

L'expérience présente a été effectuée pour déterminer l'influence du Bio-Oss® sur la formation du tissu dur dans les sites qui, après insertion implantaire, présentaient une lésion marginale de 1 à 1,25 mm de largeur. Quatre chiens labradors ont été utilisés. Les prémolaires et premières molaires des deux côtés de la mandibule ont été avulsées. Après trois mois des lambeaux muco-périostés ont étéélevés et trois sites expérimentaux ont été préparés pour l'installation d'implants de chaque côté de la mandibule. Un trépan a été utilisé pour élargir les 5 mm en marginal du canal. Donc suivant le placement d'un implant (3,3×10 mm, surface SLA, Straumann, Suisse) une ouverture circonférentielle de 1 à 1,25 mm de large et de 5 mm de profondeur restait en latéral de la tige en titane. Les sites tests du côté gauche de la mandibule ont d'abord été remplis par un minéral osseux spongieux déprotéiné (Bio-Oss®). Les sites du côté droit de la mandibule (contrôles) étaient laissés à une guérison spontanée. Une membrane barrière résorbable (Bio-Gide®) a été placée pour couvrir l'implant et le tissu osseux dans deux sites de chaque quadrant tandis que le troisième restait sans recouvrement membranaire. Les lambeaux ont été repositionnés pour couvrir tous les sites et ensuite suturés. Après quatre mois de guérison, des biopsies en bloc de chaque site implantaire ont été obtenues pour les coupes. Après quatre mois toutes les lésions étaient comblées par du nouvel os et le bio-matériel placé dans la lésion marginale en conjonction avec le placement d'implant durant la guérison était incorporé dans le nouvel os formé. Un haut degré de contact a étéétabli entre les particules Bio-Oss® et le nouvel os formé. Le Bio-Oss®était intégré dans l'os néoformé. Dans le modèle utilisé, le Bio-Oss® n'augmentait ni le processus de formation osseuse ni la fermeture de la lésion.

Zusammenfassung

Der Einfluss eines Biomaterials auf den Verschluss von marginalen Hartgewebsdefekten um Implantate. Eine experimentelle Studie am Hund.

Ziel: Das vorliegende Experiment wurde durchgeführt, um den Einfluss von Bio-Oss® auf die Hartgewebsbildung bei 1–1.25 mm breiten marginalen Defekten um frisch gesetzte Implantate zu bestimmen.

Material und Methoden: Es wurden 4 Labrador-Hunde verwendet. Auf beiden Seiten im Unterkiefer wurden die Prämolaren und die ersten Molaren extrahiert. Nach 3 Monaten wurden Mukoperiostlappen abpräpariert und auf jeder Seite im Unterkiefer wurden 3 experimentelle Stellen für eine Implantation vorbereitet. Mit einem Stufenbohrer wurden die marginalen 5 mm des Bohrkanals erweitert. Nach der Plazierung der Implantate (3.3×10 mm, SLA-Oberfläche, Straumann AG, Waldenburg, Schweiz) verblieb rund um jedes Implantat eine Lücke mit einer Breite von 1–1.25 mm und einer Tiefe von 5 mm. Die Teststellen auf der linken Seite des Unterkiefers wurden mit deproteiniertem spongiösem Knochenmineral (Bio-Oss®) aufgefüllt. Die Defektstellen im rechten Unterkiefer (Kontrollstellen) wurden der spontanen Heilung überlassen. Bei 2 Stellen in jedem Quadranten wurde eine resorbierbare Membran (Bio-Gide®) eingesetzt, um das Implantat und das Knochengewebe abzudecken, während die dritte Stelle ohne Membran belassen wurde. Die Lappen wurden über die Defekte repositioniert und primär vernäht. Nach einer Heilungszeit von 4 Monaten wurden Blockbiopsien von jedem Implantat entnommen und für Schliffpräparate aufgearbeitet.

Resultate: Es konnte gezeigt werden, dass nach 4 Monaten alle Arten von Defekten mit neugebildetem Knochen aufgefüllt waren und dass das Biomaterial, welches anlässlich der Implantatation in die marginalen Defekte eingebracht worden war, in den neugebildeten Knochen integriert wurde. Zwischen den Bio-Oss® Partikeln und dem neugebildeten Knochen bestand ein ausgeprägter Kontakt.

Schlussfolgerung: Bio-Oss® wurde in den neugebildeten Knochen integriert. In dem verwendeten Modell verbesserte Bio-Oss® den Prozess der Knochenbildung und der Defektausheilung nicht.

Resumen

Objetivo: El presente experimento se llevó a cabo para determinar la influencia de Bio-Oss® en la formación de tejido duro en lugares donde tras la instalación de implantes presentaban un defecto marginal de 1–1.25 mm de ancho.

Material y Métodos: Se usaron cuatro perros Labrador. Se extrajeron los premolares y los 1os molares de ambos lados de la mandíbula. Tras 3 meses se elevaron colgajos mucoperiósticos y se prepararon 3 lugares experimentales para instalación de implantes en cada lado de la mandíbula. Se usó una fresa de paso para ensanchar los 5 mm marginales del canal. De esta manera, tras la colocación del implante (3.3×10 mm, superficie SLA. Straumann AG, Waldenburg, Switzerland) quedó un espacio circunferencial de 1–1.25 de ancho y 5 mm de hondo lateral al vástago de titanio. Los lugares de prueba en el lado izquierdo de la mandíbula se rellenaron primero con mineral óseo desproteinizado (Bio-Oss®). Los lugares de los defectos en el lado derecho de la mandíbula (lados de control) se dejaron cicatrizar espontáneamente. En 2 lugares de cada cuadrante se colocó una membrana reabsorbible (Bio-Gide®) para cubrir el implante y el tejido óseo, mientras que en el 3er lugar fue dejado sin colocación de membrana. Los colgajos se reposicionaron para cubrir todos los defectos y se suturaron. Tras 4 meses de cicatrización se disecaron biopsias en bloque de cada lugar de implante y se procesaron para seccionar.

Resultados: Se demostró que a los 4 meses todos los tipos de defectos se rellenaron con hueso neoformado y que el biomaterial colocado en el defecto marginal en conjunción con la instalación de los implantes durante la cicatrización se incorporó al nuevo tejido óseo formado. Se estableció un alto grado de contacto entre las partículas de Bio-Oss® y el hueso neoformado.

Conclusión: Bio-Oss® se integró con el hueso neo-formado. En el modelo usado, Bio-Oss® no estimuló el proceso de formación ósea y cierre del defecto.

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