Collageen versus collageen-verrijkt transplantaat bij sinuslift: RCT (C vs CE)

Transcrestale sinusbodemelevatie (tSFE) is een gevestigde techniek voor het verticaal augmenteren van bot in de edentate posterieure maxilla, die een minder invasief alternatief biedt voor de laterale benadering.

Onder de verschillende botvervangers die worden gebruikt bij transcrestale sinusaugmentatie, is een veelgebruikte optie het met collageen verrijkte, van rund afkomstige botvervangingsmateriaal. Dit materiaal bestaat voornamelijk uit gedeproteïniseerde runderbotgranulaat gecombineerd met een klein deel van hooggezuiverd varkenscollageen. De toevoeging van collageen verbetert de hanteerbaarheid en vormbaarheid van het transplantaat, wat de klinische toepassing vergemakkelijkt.

Een alternatieve benadering omvat het gebruik van een varkenstransplantaat, dat, vanwege het de-antigenisatieproces, volledig doordrenkt is met zijn oorspronkelijke collageen. Dit bleek een betere regeneratie mogelijk te maken vanwege zijn angiogene en osteogene potentie. Het primaire doel van deze studie is het uitvoeren van een histologische evaluatie van de kwaliteit van botregeneratie na het plaatsen van een transplantaatmateriaal tijdens transcrestale sinusbodemelevatie bij gevallen van ernstig geresorbeerde posterieure maxilla. Specifiek zal de analyse de relatieve verhoudingen van origineel bot, nieuw gevormd bot, bindweefsel en resterend transplantaatmateriaal binnen het geaugmenteerde gebied kwantificeren. De secundaire doelstellingen zijn het beoordelen, door middel van radiografische analyse, van de volumetrische veranderingen van het getransplanteerde gebied in de tijd - inclusief de snelheid van resorptie of krimp van het transplantaatmateriaal - en het evalueren van de overlevingskans van het implantaat geassocieerd met deze regeneratieve benadering.

Materialen en Methoden: De studie werd opgezet als een prospectieve, gerandomiseerde, gecontroleerde klinische studie. Alle patiënten die een implantaatondersteunde restauratie nodig hadden in de posterieure maxilla met een resterende bot hoogte van minder dan 4 mm onder de sinusbodem kwamen in aanmerking voor de studie. Een minimale steekproef van 12,2 deelnemers per groep (24,4 deelnemers in totaal) was nodig om significante verschillen tussen de twee groepen te detecteren. Preoperatief ondergaan alle patiënten een uitgebreide klinische en radiografische evaluatie. Dit omvat een volledig parodontaal onderzoek, beoordeling van occlusale relaties en evaluatie van de prothetische ruimte. Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scans en digitale tandheelkundige afdrukken zullen worden verkregen. De resulterende Standard Tessellation Language (STL) en Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) bestanden zullen worden gematcht en geïntegreerd in een digitale workflow voor virtuele planning met behulp van gespecialiseerde software (RealGUIDE, 3DIEMME, Cantù, Italië).

Na toediening van lokale anesthesie (2% mepivacaine HCl met 1:100.000 epinefrine) zal een minimaal invasieve full-thickness envelope flap worden opgeheven om de chirurgische site bloot te leggen. Toegang tot de sinusholte zal worden verkregen via een crestale benadering. Initiële boren zal worden uitgevoerd met een 2 mm boor tot contact met het corticale bot van de sinusbodem. Vervolgens zullen osteotomische schroeven met toenemende diameters (typisch 3,5 en 4,0 mm) worden gebruikt om de crestale antrostomie te voltooien. Een voorlopige losmaking van het Schneideriaanse membraan zal worden uitgevoerd met speciaal ontworpen microelevatoren (Dajelevators, Merighi Umberto, Valsamoggia, Italië). Na controle van de membraanintegriteit met behulp van de Valsalva-manoeuvre, zal het geselecteerde bottransplantaatmateriaal in kleine porties worden ingebracht en voorzichtig worden gecompacteerd met behulp van een plugger om het sinusslijmvlies verder van de bodem en de laterale en mediale wanden van de sinusholte op te heffen. Collageen varkensbottransplantaat (MP3, Osteobiol, Giaveno, Italië) zal worden ingebracht in de testgroep, terwijl een met collageen verrijkt, van rund afkomstig botvervangingsmateriaal (Bio-Oss Collagen, Geistlich, Wolhusen, Zwitserland) zal worden gebruikt in de controlegroep. Zodra een bevredigende elevatie is bereikt - gedefinieerd als een totale hoogte van ten minste 10 mm vanaf het crestale botniveau tot de opgeheven membraanpositie, zoals geverifieerd door intraoperatieve periapicale röntgenfoto's - zal de crestale toegang worden afgesloten met een laatste portie transplantaatmateriaal.

De flap zal vervolgens worden gesloten met resorbeerbare 6-0 hechtingen (Monofast, Medipac, Griekenland), met behulp van enkele onderbroken steken. Postoperatieve zorg omvatte een 5-daags antibioticaregime (amoxicilline/clavulanaat 1 g driemaal daags) en niet-steroïdale ontstekingsremmende medicatie (ketoprofen 80 mg naar behoefte). Hechtingen zullen na 14 dagen worden verwijderd en de genezing zal maandelijks worden gevolgd.

Een CBCT-scan zal worden uitgevoerd om de driedimensionale integriteit van de mucosale elevatie te beoordelen.

Plaatsing van tandheelkundige implantaten en prothetiek. Na een genezingsperiode van 6 maanden zal een CBCT-scan worden uitgevoerd om de kwaliteit en rijping van het geregenereerde weefsel te beoordelen. Vervolgens zullen tandheelkundige implantaten worden geplaatst volgens het vooraf vastgestelde chirurgische plan. Na lokale anesthesie en minimaal invasieve flap-elevatie zal een chirurgische stent worden gebruikt om de osteotomie te begeleiden. Een trefineboor met een externe diameter van 4 mm, gemonteerd op een chirurgische motor (SA-310 Elcomed, W&H, Bürmoos, Oostenrijk) zal worden gebruikt om een botkern te oogsten van de geplande implantaatsite. De verkregen botmonsters zullen onmiddellijk worden ondergedompeld in een 10% gebufferde formalineoplossing (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italië) voor histologische analyse. De implantaatosteotomie zal vervolgens worden voltooid en de implantaten werden zoals gepland ingebracht.

Na een extra genezingsperiode van 4 maanden zal prothetische revalidatie worden uitgevoerd volgens standaard klinische protocollen. Om dimensionale veranderingen in het getransplanteerde gebied te beoordelen, zullen preoperatieve, direct postoperatieve en 6 maanden postoperatieve CBCT-scans worden geanalyseerd. Variaties in het geaugmenteerde gebied zullen worden geëvalueerd in termen van bot hoogte en transplantaatvolume. Voor lineaire metingen zal de implantaatsite als referentie worden gebruikt en beoordelingen zullen worden uitgevoerd langs de ideale implantaatas, eerder bepaald met behulp van 3D-planningssoftware. Crestale bot hoogte (CBH) zal worden gedefinieerd als de verticale afstand tussen de alveolaire kam en de sinusbodem.

Sinusbreedte zal worden gemeten als de medio-buccale dimensie op 10 mm van de kam. Een drempelwaarde van 12 mm zal worden gebruikt om de sinus te definiëren als breed (>12 mm) of smal (≤12 mm). Voor volumetrische analyse zullen driedimensionale reconstructies van de getransplanteerde gebieden worden verkregen met behulp van een semi-automatisch segmentatieprotocol uitgevoerd in 3D Slicer (versie 5.2.1), een open-source softwareplatform voor medische beeldanalyse. Segmentatie zal worden uitgevoerd door een ervaren operator met behulp van een combinatie van drempelwaarde-gebaseerde en handmatige verfijningstechnieken. Voor elke implantaatsite zal een STL-bestand van het getransplanteerde volume worden gegenereerd. STL-bestanden zullen vervolgens worden verwerkt met behulp van MeshLab (versie 2023.12), een open-source systeem voor 3D mesh-verwerking (www.meshlab.net) om het totale transplantaatvolume te berekenen, uitgedrukt in kubieke millimeters (mm³). Botmonsters zullen direct na oogst worden gefixeerd in 10% gebufferde formaline (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italië) om weefselveranderingen te minimaliseren. Fixatie zal 72 uur worden uitgevoerd, gevolgd door een grondige spoeling in water om resterende formaline te verwijderen. Monsters zullen vervolgens worden gedecalcificeerd in 17% EDTA, pH 10 (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italië) met behulp van een microgolf-geassisteerd protocol, zoals eerder beschreven (Savadori et al., 2023). Het eindpunt van decalcificatie zal worden bepaald met behulp van de ammoniumoxalaat chemische test (Giardino et al., 2019). Na decalcificatie ondergaan monsters dehydratie in een reeks gegradeerde ethanol (70% tot 100%), xyleen opheldering en paraffine inbedding (Giardino et al., 2023). Histologische coupes van 4 µm dik zullen worden verkregen met behulp van een roterende microtoom (RM2245, Leica Biosystems, Nussloch, Duitsland). Alleen coupes afkomstig van het centrale deel van elke biopsie, waardoor gebieden die mogelijk worden beïnvloed door wrijving van de trefineboor worden vermeden, zullen worden opgenomen in de analyse. Coupes zullen worden gemonteerd op gesilaaniseerde glasplaatjes (VWR International, Radnor, PA, USA) en gekleurd met hematoxyline en eosine (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italië) om identificatie en kwantificatie van nieuw gevormd bot en resterend biomateriaal mogelijk te maken, evenals kwalitatieve beoordeling van zachte weefselmorfologie, cellulaire samenstelling en inflammatoire respons.

Beelden zullen worden verkregen met behulp van een doorvallend lichtmicroscoop (CX43, Olympus Corporation, Tokyo, Japan) uitgerust met een Olympus LC30 camera en verwerkt met LCmicro software (versie 2.2) (Olympus Corporation, Tokyo, Japan). Voor elk monster zullen drie representatieve coupes worden geanalyseerd. Meerdere hoge-resolutie micrografieën zullen per coupe worden genomen en digitaal aan elkaar gestikt tot een enkele panoramische afbeelding met behulp van AutoStitch software (versie 1.0) (University of British Columbia, Vancouver, Canada; www.cs.ubc.ca/~mbrown/autostitch/autostitch.html). Deze samengestelde afbeeldingen zullen worden gebruikt voor histomorfometrische analyse om de gebieden van nieuw gevormd bot en resterend biomateriaal te kwantificeren, uitgedrukt als een percentage van het totale coupe-oppervlak. Metingen zullen worden uitgevoerd op alle drie de coupes en het rekenkundig gemiddelde werd berekend. Beeldanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van ImageJ software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA; https://imagej.nih.gov/ij/). Dezelfde afbeeldingen zullen ook worden gebruikt voor kwalitatieve evaluatie.

Voor gestandaardiseerde analyse zal elke botkern worden verdeeld in 2,5 mm-lange segmenten, om vergelijking van gebieden met verschillende regeneratieve patronen binnen hetzelfde vlak te vermijden, en om mogelijke vertekening veroorzaakt door kernbreuken tijdens oogst of verwerking te verminderen. Hoewel inspanningen zullen worden gedaan om kernen van uniforme lengte (7-8 mm) te verkrijgen, is er de mogelijkheid dat intacte monsters niet altijd verkrijgbaar zijn vanwege mechanische kwetsbaarheid tijdens trefine-extractie of decalcificatie. Om deze reden zal de segmentale analysebenadering worden aangenomen als de methodologische standaard: slecht gemineraliseerde monsters, waarin slechts een beperkt segment kon worden geëvalueerd, zullen dus niet even zwaar worden gewogen als langere, structureel intacte exemplaren. Niet-geregenereerde delen zullen worden uitgesloten van analyse wanneer hun mechanische integriteit is aangetast.

Daarnaast zal hematoxyline en eosine (H&E) kleuring worden gebruikt voor een semi-kwantitatieve beoordeling van inflammatoire infiltraten, gebaseerd op een eerder gevalideerd scoringssysteem. Inflammatoire respons zal worden gegradeerd volgens de dichtheid en distributie van inflammatoire cellen, als volgt:

• Score 0: Geen inflammatoir infiltraat
• Score 1: Incidentele geïsoleerde mononucleaire cellen
• Score 2: Focaal mononucleair infiltraat met beperkte distributie
• Score 3: Diffuus mononucleair infiltraat van matige intensiteit
• Score 4: Uitgebreid infiltraat met cellulaire aggregaten en/of granulocytaire componenten.

Statistische analyse en data-visualisatie zullen worden uitgevoerd met behulp van GraphPad Prism (versie 8.0.1 voor Windows; GraphPad Software, Boston, MA, USA). Alle variabelen in de dataset zullen eerst worden getest op normaliteit met behulp van de Shapiro-Wilk test. Data zullen vervolgens worden samengevat met behulp van gemiddelde en standaarddeviatie voor normaal verdeelde variabelen, of mediaan en interkwartielbereik (IQR) voor niet-normaal verdeelde variabelen.

Verschillen tussen de test- en controlegroepen in termen van leeftijd, resterende crestale bot hoogte, sinus medio-buccale dimensie, totaal gemineraliseerd weefsel, nieuw gevormd bot, resterend transplantaat en mesh-volume (mm³) zullen worden beoordeeld met behulp van de ongepaarde t-test of de Mann-Whitney U test, afhankelijk van de normaliteit van de verdeling. Verschillen in categorische variabelen (geslacht, rookgewoonten, voorgeschiedenis van parodontitis, aanwezigheid van membraanperforatie) zullen worden beoordeeld met behulp van de Fisher's exacte test. Intergroep verschillen in de gemiddelde rangen van nieuw gevormd bot en resterend transplantaat over de drie gedefinieerde regio's van de botkern zullen worden geanalyseerd met behulp van de Kruskal-Wallis test.

Voor alle statistische analyses werd een p-waarde ≤ 0,05 als statistisch significant beschouwd. De nulhypothese stelde in elk geval dat er geen verschil zal zijn tussen groepen voor de geteste parameter.