Autogenous bone graft and ePTFE membrane in the treatment of peri-implantitis. II. Stereologic and histologic observations in cynomolgus monkeys

• Published in: Clinical oral implants research Vol. 14; no. 4; pp. 404 - 411
• Main Authors: Schou, Søren, Holmstrup, Palle, Skovgaard, Lene Theil, Stoltze, Kaj, Hjørting-Hansen, Erik, Gundersen, Hans Jørgen G.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford, UK Munksgaard International Publishers 01.08.2003
• Subjects: Alveolar Bone Loss - pathology; Alveolar Bone Loss - surgery; Animals; autogenous bone graft; Bone Regeneration - physiology; Bone Transplantation; Coated Materials, Biocompatible; Dental Implants; Dentistry; guided bone regeneration; Guided Tissue Regeneration, Periodontal; histology; Image Processing, Computer-Assisted; Macaca fascicularis; membrane; Membranes, Artificial; non-human primates; oral implants; osseointegration; Osseointegration - physiology; pathology; peri-implantitis; Periodontitis - pathology; Periodontitis - surgery; Polytetrafluoroethylene; Regression Analysis; stereology; Surface Properties; Surgical Flaps; Titanium; Transplantation, Autologous; treatment
• ISSN: 0905-7161; 1600-0501
• DOI: 10.1034/j.1600-0501.2003.120910.x

: The purpose of the present study was to evaluate the effect of autogenous bone graft particles and expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) membrane in the treatment of peri‐implantitis with stereologic and histologic methods. Clinical and radiographic findings are reported elsewhere. Experimental peri‐implantitis with a bone loss of 4–6 mm was established during 14–22 months around 64 implants with a titanium plasma‐sprayed (TPS) surface in eight cynomolgus monkeys (Macaca fascicularis). The defects were treated with autogenous bone+membrane (B+M), autogenous bone (B), membrane (M), or a conventional flap procedure (control) (C). The animals were killed 6 months after surgery. Healthy peri‐implant tissue was established irrespective of the applied treatment procedure. However, the amount of bone (autogenous bone graft particles and regenerated bone) and re‐osseointegration were significantly higher in defects treated with B+M as compared with the three other treatment modalities. A mean bone‐to‐implant contact of 45% was estimated within defects treated with B+M. The corresponding values for the B, M, and C groups were 22, 21, and 14%. The present study therefore demonstrates that autogenous bone graft particles covered by an ePTFE membrane is a useful surgical treatment procedure of experimental peri‐implantitis around implants with a TPS surface in cynomolgus monkeys. Obviously, there is a background for long‐term evaluation in humans. Résumé Le but de l'étude présente a été d'évaluer l'effet de particules d'os autogène et d'une membrane en téflon (ePTFE) dans le traitement de la paroïmplantite avec des méthodes stéréologiques et histologiques. Les découvertes cliniques et radiographiques ont été décrites précédemment. La paroïmplantite expérimentale avec une perte osseuse de 4 à 6 mm a étéétablie durant 14 à 22 mois autour de 64 implants avec une surface en titane plasma‐spray (TPS) chez huit singes Macaca fascicularis. Les lésions ont été traitées avec os autogène+membrane (B+M), os autogène (B), membrane (M) ou un lambeau conventionnel (contrôle) (C). Les animaux ont été euthanasiés six mois après la chirurgie. Des tissus paroïmplantaires sains ont été obtenus quel qu'ait été le traitement utilisé. Cependant la quantité d'os (particules osseuses autogènes et os régénéré) et la réostéoïntégration étaient significativement plus importantes dans les lésions traitées par B +M comparées avec les trois autres modalités. Un contact moyen os‐implant de 45%était estimé dans les lésions traitées avec B+M. Les valeurs correspondantes pour les groupes B, M et C étaient respectivement de 22, 21 et 14%. L'étude présente démontre donc que les particules d'os autogène recouvertes par une membrane en téflon s'avèrent être un traitement chirurgical efficace pour la paroïmplantite expérimentale autour d'implants avec une surface TPS chez le Macaca fascicularis. Il y a donc un bon argument pour lancer l'évaluation à long terme chez l'être humain. Zusammenfassung Autologes Knochentransplantat und ePTFE‐Membran in der Behandlung einer Periimplantitis. II. Stererologische und histologische Untersuchungen am Affen. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss der Partikel eines autologen Knochentransplantates und einer expandierten Polytetrafluoroethylen‐Membran (ePTFE) bei der Behandlung einer Periimplantitis mit stereologischen und histologischen Methoden zu untersuchen. Die klinischen und röntgenologischen Erkenntnisse sind früher präsentiert worden. Bei 8 Affen (Macaca fascicularis) produzierte man während 14–22 Monaten eine experimentelle Periimplantitis um 64 Implantate mit einer titanplasmabesprayten Oberfläche (TPS), charakterisiert durch einen Knochenverlust von 4–6 mm. Die Defekte wurden mit autologem Knochen und einer Membran (B+M), mit autologem Knochen alleine (B), mit einer Membran alleine (M) oder aber im Sinne einer konventionellen Lappenbildung ohne zusätzliche Massnahmen (Kontrolle, C) behandelt. 6 Monate nach der Behandlung opferte man die Tiere. Unabhängig von dem durchgeführten chirurgischen Eingriff konnten gesunde periimplantäre Gewebe erreicht werden. Die Menge Knochen (Partikel des autologen Knochentransplantates und regenerierter Knochen) und die Reosseointegration waren bei den Defekten, die mit B+M behandelt worden waren, signifikant grösser, als bei den anderen drei Behandlungsvarianten. Innerhalb den mit B+M behandelten Defekten konnte ein mittlerer Knochen‐Implantatkontakt von 45% geschätzt werden. Die entsprechenden Werte für die B‐, M‐ und C‐Gruppe waren 22, 21 und 14%. Diese Arbeit zeigt uns somit, dass die Defektfüllung mit autologen Knochenpartikeln, abgedeckt mit einer ePTFE‐Membran eine brauchbare chirurgische Methode ist, um eine experimentelle Periimplantitis um Implantate mit einer TPS‐Oberfläche bei Affen zu behandeln. Die bildet offensichtlich die Grundlage für Langzeituntersuchungen am Menschen. Resumen El propósito del presente estudio fue evaluar el efecto de injertos de partículas de hueso autógeno y membrana de politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) en el tratamiento de periimplantitis con métodos estereológicos e histológicos. Los hallazgos clínicos y radiográficos se han informado en otro artículo. Se estableció una periodontitis experimental con una perdida de soporte de 4‐6mm durante 14–22 meses alrededor de 64 implantes con una superficie de plasma de titanio pulverizado (TPS) en 8 monos cynomolgus (macaca fascicularis). Los defectos se trataron con hueso autógeno+membrana (B+M), hueso autógeno (B), membrana (M), o un procedimiento de colgajo convencional (control) (C). Los animales se sacrificaron 6 meses después de la cirugía. Se establecieron tejidos periimplantarios sanos independientemente del tratamiento quirúrgico aplicado. De todos modos, la cantidad de hueso (partículas de hueso de injerto autógeno y hueso regenerado) y la re‐osteointegración fueron significativamente mayores en los defectos tratados con B+M en comparación con las 3 otras modalidades de tratamiento. Se estimó un contacto medio hueso a implante del 45% dentro de los defectos tratados con B+M. Los valores correspondientes para los grupos B, M y C fueron del 22, 21 y 14%. El presente estudio demuestra, por lo tanto, que el injerto de partículas de hueso autógeno cubierto de una membrana de ePTFE es un procedimiento de tratamiento quirúrgico útil de la periimplantitis experimental alrededor de implantes con una superficie TPS en monos cynomolgus. Obviamente, existe una base para una evaluación a largo plazo en humanos.