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Jun 01, 2023

La capacité de guérison et le schéma d'ostéogenèse de la matrice dentinaire déminéralisée (DDM)

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 13140 (2023) Citer cet article 195 Accès aux détails des métriques La matrice de dentine déminéralisée (DDM) est un matériau ostéoconducteur et ostéoinductif qui a

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13140 (2023) Citer cet article

195 Accès

Détails des métriques

La matrice dentine déminéralisée (DDM) est un matériau ostéoconducteur et ostéoinducteur qui a été utilisé avec succès dans l’augmentation du plancher sinusien et l’augmentation de la crête alvéolaire dans des applications cliniques. Il libère des protéines morphogénétiques osseuses (BMP) et d’autres facteurs de croissance, faisant du DDM un matériau de greffe approprié. Cependant, la particule granulaire du DDM rend difficile son ancrage dans la zone du défaut osseux. Le but de cette étude était d'étudier les effets biologiques et l'ostéoinductivité de la combinaison de DDM et de colle de fibrine (FG) à un rapport optimal sur la cicatrisation osseuse d'un défaut osseux critique dans un modèle animal. La lignée cellulaire ostéoblastique de souris (MC3T3-E1) a été co-cultivée avec divers ratios de DDM et de FG pour examiner leurs effets sur la prolifération et la différenciation des ostéoblastes, comme l'indiquent l'activité de la phosphatase alcaline (ALP), la production d'ostéocalcine (OC) et la formation de nodules minéralisés. . Le rapport optimal a ensuite été choisi pour une étude plus approfondie avec un modèle défectueux de calvaire de lapin, dans lequel ils ont été implantés avec des composés DDM ou DDM-FG1 (1 g : 0,1 ml) et DDM-FG2 (1 g : 0,5 ml), ou laissés vides. pendant 2, 4, 8 et 12 semaines pour étudier la régénération des tissus mous et des nouveaux os. Des analyses micro-CT et histologiques ont été utilisées pour évaluer les propriétés totales du greffage en fonction des différentes périodes de cicatrisation. Le résultat des études in vitro a démontré que le rapport de 1 : 0,1 induisait plus d’activité ALP et de nodules minéralisés, tandis que le rapport de 1 : 0,5 (DDM-FG combiné) induisait plus d’ostéocalcine (OC) à des moments précis. Dans le modèle animal, le nouveau volume osseux 3D dans tous les groupes de traitement DDM-FG était significativement supérieur à celui du groupe vierge à 2, 4, 8 et 12 semaines. De plus, le nouveau volume osseux était plus important dans le groupe DDM-FG2 que dans les autres groupes au cours des premières semaines de la période de guérison. Lors de l'analyse histologique, des amas d'ostéoblastes se sont formés à côté des particules de DDM et de l'os nouvellement formé a été observé dans tous les groupes, suggérant une propriété ostéoinductive du DDM. De plus, la plus grande synthèse de nouveau collagène observée à 4 semaines suggère qu'une cicatrisation osseuse précoce a été induite dans le groupe DDM-FG2. Cette étude a démontré qu'à un rapport optimal, le composé DDM-FG améliore les activités ostéogéniques et la régénération osseuse.

Lors des récentes augmentations osseuses, différents types de matériaux de greffe osseuse ont été appliqués. Parmi ces matériaux, l’os autologue démontré, qui démontre la conductibilité, l’inductivité osseuse et les performances d’ostéogenèse, est considéré comme la référence en matière de transplantation osseuse1. Cependant, les greffons osseux granulaires ont les limites d'être facilement dispersés et dispersés à partir du site implanté. Une solution consiste à les combiner avec une membrane barrière pour obtenir une fonction de maintien de l'espace. Néanmoins, les choix alternatifs sont limités en termes de coûts élevés et d’aspects éthiques. Par conséquent, ces inconvénients ont conduit au développement d’autres substituts osseux comme matériaux de greffe alternatifs.

Le DDM est un type de dentine récemment utilisé comme matériau de greffe osseuse. Elle est obtenue à partir de dents extraites après avoir été déminéralisées et représente essentiellement la dentine déminéralisée2,3. Bien que la matrice dentine et osseuse ait des structures différentes, elles ont des compositions chimiques similaires et peuvent induire une formation osseuse de manière aussi cohérente que la matrice osseuse4. L'os et la dentine sont des tissus minéralisés composés d'environ 18 % de collagène (la plupart d'entre eux sont du collagène de type I), 2 % de protéines non collagènes (NCP) et 70 % d'hydroxyapatite (HA). Le DDM peut libérer plusieurs facteurs de croissance, tels que les protéines morphogénétiques osseuses (BMP), le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), le facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF), le facteur de croissance transformant β (TGF-β) et le facteur de croissance basique des fibroblastes ( FGF)5,6. Les BMP sont les facteurs de croissance inducteurs osseux les plus efficaces, appartenant à la superfamille TGF-β, qui sont des cytokines multifonctionnelles. Les BMP peuvent induire de manière significative les différentes étapes du processus de cicatrisation osseuse telles que la phase inflammatoire, l’angiogenèse, la formation de cals et le remodelage osseux7. Le VEGF améliore l'angiogenèse en induisant des effets dans les cellules endothéliales8. Le TGF-β1 peut induire une nouvelle formation osseuse dans un modèle animal de défauts osseux9 et induit de manière coopérative une différenciation ostéogénique avec les BMP10. Ces facteurs de croissance identifiés jouent un rôle crucial dans la promotion de la migration cellulaire vers la région du défaut osseux, de la prolifération et de la différenciation pour former des ostéoblastes synthétisant l’os11, en plus de favoriser l’angiogenèse.