REGENERAREA PARODONTALĂ – FENOMEN COMPLEX ÎNTRE BIOMATERIALELE UTILIZATE ŞI PROCESELE DE BIOLOGIE CELULARA SI MOLECULARA prof. univ. dr. Silvia Mârţu UMF “Gr. T. Popa” Iaşi Facultatea de Medicină Dentară Disciplina de Parodontologie

Introducere…IPOTEZĂ TERAPIA PARODONTALĂ CONVENŢIONALĂ  eficientă pentru – eradicarea infecţiei – refacerea defectelor tisulare – oprirea în progresie a bolii  asigură TRATAREA bolii nu şi VINDECAREA (restitutio ad integrum) – regenerarea ţesuturilor  rezultate post–operatorii caracterizate prin – coroane clinice mari – epiteliu de joncţiune lung  succesul este RELATIV

Introducere…IPOTEZĂ REGENERAREA PARODONTALĂ- CONCEPT BIOLOGIC reproducerea / reconstituirea unei părţi pierdute / afectate în scopul restaurării arhitecturii şi funcţiei ţesuturilor pierdute (AAP, 1996) REGENERARE PARODONTALĂ regenerarea ţesuturilor de suport parodontal: cement, ligament parodontal, os alveolar. Studiile începând cu anii ’80 –Charon, apoi Hammarstrőm din 1996 demonstrează că este posibilă reabilitarea parodontală prin regenerare tisulară ghidată folosind: EMD (derivati din matricea proteica a smaltului) – EMDOGAIN factori de creştere şi diferenţiere .

Introducere…IPOTEZĂ REGENERAREA TISULARĂ GHIDATĂ  pricipiul excluderii celulare REGENERAREA PARODONTALĂ  bio–mimetismul proceselor odontogenezei  noul concept al regenerării parodontale – utilizarea factorilor de diferenţiere – re–instituirea proceselor de dezvoltare în cursul proceselor de vindecare

PERSPECTIVE ALE REGENERARII PARODONTALE Reconstrucţia ţesuturilor parodontale afectate necesită o combinaţie de celule, sisteme suport, molecule semnal şi un aport sanguin adecvat. Unul din factorii limitanţi ai regenerării parodontale este prezenţa factorilor infecţioşi. Celulele reprezintă promotorii pentru creşterea şi diferenţierea tisulară. Factorii de creştere sau morfogenetici modulează activitatea celulară şi reprezintă stimulii diferenţierii celulare cu producţia de matrice extracelulară, fenomene necesare generării ţesutului nou format. Reţele vasculare noi sunt generate prin apariţia de semnale angiogenice iar funcţionarea acestora reprezintă baza nutriţională pentru creşterea tisulară şi homeostazie. În final, organizarea tridimensională a structurilor matriceale generate, creează un suport pentru desfăşurarea proceselor specifice regenerării. Toate aceste etape pot fi influenţate terapeutic. Tehnicile de regenerare parodontală trebuie să includă obligatoriu strategii de control ale infecţiei.

Introducere…IPOTEZĂ Regenerarea parodontală.

Introducere…IPOTEZĂ Matricea este revascularizată complet, repopulată celular şi integrată în ţesutul gazdă. Proteinele urmează o degradare şi ulterior o regenerare. Arhitectura vasculară este endotelizată iar celulele stem ale gazdei migrează şi se fixează specific la componentele proteice ale matricei. Celulele gazdei continuă să răspundă la mediul local iar matricea se transformă în ţesutul pe care îl înlocuieşte.

Dinamica procesului de vindecare VINDECARE per se  reparaţie temporară – cheag sanguin  populaţii celulare  celule inflamatorii  fibroblaste  celule endoteliale  ţesut de granulaţie STADIALIZARE TEMPORALĂ  inflamaţie  proliferare  maturare

REPARAREA => vindecarea unei răni prezente într-un ţesut care nu se reface integral ajungând la structura sau funcţia precedentă. forma de vindecare ce succede cel mai des procedurile terapeutice parodontale ce nu sunt vizate in mod special pentru producerea regenerării. Majoritatea (aproximativ 90%) vindecărilor de-a lungul rădăcinii, observate ulterior intervenţiei chirurgicale, survin reparării. În urma abordării chirurgicale, rezultă în mod obişnuit: un epiteliu joncţional lung sau o combinaţie de epiteliu joncţional lung şi un ataşament tisular lung de conexiune (în cazul ideal)

Introducere

Introducere

Dinamica procesului de vindecare Proces de fagocitoză. Imagine SEM ale adeziunii celulare şi constituirii cheagului de fibrină. Constituirea cheagului sanguin Cheagul sanguin constituit – rol de matrice provizorie.

Dinamica procesului de vindecare Re-epitelizarea plăgii. Proces de re-epitelizare şi neovascularizaţie; degradarea matricei. Neovascularizaţia situs-ului lezional.

ELEMENTELE REPARĂRII ŞI REGENERĂRII PARODONTALE Fiecare componentă celulară parodontală conţine celule necesare regenerării altor structuri parodontale, în concentraţii diferite, Participarea acestor celule este dependentă de prezenţa unor factori reglatori MATRICE EXTRACELULARĂ ELEMENTE CELULARE componentă celulară inflamatorie – rol iniţiatic recrutarea populaţiilor celulare ale ţesutului conjunctiv Fibroblaste - pentru ţesuturile conjunctive moi osteoblaste - pentru os celule endoteliale - pentru angiogeneză proliferarea şi diferenţierea celulelor recrutate cu sinteza consecutivă de elemente ale matricei extracelulare Regenerarea parodontală – un război dus de organism + medic pentru restaurarea teritoriului iniţial

ELEMENTE CELULARE IMPLICATE ÎN REPARAREA ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ Situsuri de proliferare şi migrare ale celulelor ligamentului parodontal la nivelul unui molar. Celulele adiacente vaselor sangvine - reprezentate de: progenitori ai fibroblastelor ligamentului parodontal; cementoblastele populaţii de osteoblaste se regăsesc în canalele vasculare. Migrarea celulară: de-a lungul fibrelor de colagen care traversează toată grosimea ligamentului parodontal Regenerarea parodontală – un război dus de organism + medic pentru restaurarea teritoriului iniţial

Procesul de regenerare  regenerarea depinde de disponibilitatea tipurilor celulare corespunzătoare şi de semnalele care activează aceste celule  tipurile celulare ”necorespunzătoare” trebuiesc excluse  mediul local joacă un rol major în recrutarea celulelor de interes şi în prevenirea recrutării altor tipuri celulare  substanţele din mediul local influenţează migrarea, adeziunea, proliferarea şi diferenţierea celulară  efectul poate fi cu specificitate celulară şi / sau nespecific

ELEMENTE CELULARE şi MOLECULARE IMPLICATE ÎN REPARAREA ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ Celule  celule epiteliale  fibroblaste  osteoblaste  epiteliu de joncţiune  fibroblaste gingivale, fibroblaste ligamentare osteoblaste, cementoblaste Molecule factori de creştere molecule de adeziune  proteine structurale FGF-1 şi -2 (formele acidă şi bazică), BMP, EGF, PDGF fibronectină, laminină, osteopontină, sialoproteină osoasă, colagen, proteine de ataşament cementar  colagen tip I, III, V, XII şi XIV, proteoglicani, hialuronan, osteocalcină, proteine non-colagene, tenascină, osteonectină, proteine matriceale enamelare.

Procesul de regenerare Regenerarea epitelială Regenerarea ţesutului conjunctiv. Regenerarea ţesutului conjunctiv şi epitelial.

Procesul de regenerare parodontala Spaţiu desmodontal: sursa liniilor celulare

Procesul de regenerare Fibre Sharpey Ligament parodontal normal Ligament parodontal afectat

Procesul de regenerare Regenerarea cementară. Regenerarea cementară. Cement acelular Cement celular

Procesul de regenerare Cement regenerat de tip celular. Formarea fibrelor Sharpey. Inserţie în ţesutul cementoid şi cement mineralizat

Procesul de regenerare Proces de diferenţiere a osteoblastelor Microscopie lumină polarizată. Formare de os lamelar. Os lamelar (LB) şi ţesut osos osteoid (OS).

Procesul de regenerare parodontala Regenerarea ţesutului conjunctiv. Osteogeneză, regenerare cementară şi ligamentară

Introducere. Concepte generale BIOMATERIAL material non-viabil interacţionând cu sisteme biologice siguranţă eficienţă biocompatibilitate răspuns biologic în sens regenerativ şi mai puţin în sens reparator Biomateriale pentru prevenirea migrării epiteliale pentru condiţionarea suprafeţei radiculare pentru corectarea defectului prin grefă

Cerintele materialelor utilizate in ingineria tisulara regenerativa Menţinerea spaţiului în cadrul defectului. Materialul realizat prin inginerie tisulară trebuie să aibă o formă care să permită plasarea în defect şi să prevină colapsul ulterior a ţesuturilor repoziţionate în defect (Brekke, 1998). Bariera - membrana Tesutul astfel realizat va fi o barieră pentru creşterea ţesuturilor nedorite (epiteliu gingival şi ţesut conjunctiv). Biocompatibilitate şi caracteristici de design. Ţesutul construit va fi biocompatibil cu ţesuturile regenerate şi va fi biodegradabil pentru a putea fi înlocuit cu ţesutul care se regenerează. (Omstead şi colab., 1998).

Cerintele materialelor utilizate in ingineria tisulara regenerativa Încorporarea celulelor cu fenotip apropiat pentru a continua regenerare. Ştiind ce înseamnă “celule cu fenotip regenerativ parodontal” este posibilă cultivarea şi încorporarea acestor celule în suporturi biodegradabile care vor fi introduse imediat în defectul parodontal. Încorporarea şi biodisponibilitatea mesajelor instructive. Matricea sintetică va fi bioresorbabilă şi construită din materiale care au afinitate pentru absorbţia factorilor de creştere şi diferenţiere ca: integrine, receptori celulari şi alte molecule instructive care apar în mod normal în procesele de regenerare (Reddi, 1998).

Introducere…IPOTEZĂ CONCEPTUL BIOLOGIC AL RTG ( regenerare tisulara ghidata) se bazeaza pe: celule cu potenţial de regenerare  celulele spaţiului periodontal  osteoblastele osului alveolar  Fenomene de regenerare parodontala prin: popularea cheagului sanguin cu linii celulare osteogenetice şi regenerative excluderea liniilor celulare “necorespunzătoare” prin bariere recrutarea celulelor de interes şi prevenirea recrutării altor tipuri

Prevenirea migrării epiteliale CONCEPTUL BIOLOGIC AL RTG - BARIERE limitarea migrării apicale a celulelor parodonţiului de inveliş asigurarea spaţiului necesar repopulării defectului integrare tisulară stabilizarea plăgii operatorii , respectiv asigurarea integrităţii cheagului de fibrină

REGENEAREA TISULARA GHIDATA Are la baza necesitatea refacerii osului alveolar, ligamentelor parodontale şi cementului radicular după intervenţia chirurgicală concomitent cu blocarea proliferării ţesutului epitelial în interiorul defectelor osoase

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca o membrana Biocompatibilitate Capacitatea de a fi eficace fără a induce interacţiune nedorită între corp şi material. Excludere celulară Să constituie o barieră pentru celulele epiteliale şi să furnizeze un spaţiu adecvat pentru regenerarea osului alveolar, ligamentului şi cementului. Menţinerea spaţiului Să posede proprietăţi mecanice şi/sau structurale ce permit membranei să reziste la forţele exercitate asupra sa şi să prevină colapsul ţesuturilor moi. Integrare tisulară Încorporarea de elemente tisulare în membrană care permit integrarea acesteia. Uşurinţa în utilizare Să poată fi aplicate uşor astfel încât să se evite plasarea incorectă sau inadecvată cât şi procedurile laborioase. Activitate biologică Să dea reacţii tisulare minime, să nu provoace fenomene alergice, să reziste la agresiunea microbiană, să permită schimbul de fluide, să fie bun suport pentru antibiotice şi factori de creştere, să fie resorbabilă într-o perioadă de timp suficientă pentru regenerarea tisulară.

Bariera - Membranele BARIERE MEMBRANARE Zona de regenerat este complet acoperita de lambou (sistem inchis) In timpul vindecarii se mentin conditii sterile Membrana este stabila Adaptare usoara a membranei Este usor de creat spatiu Predictabilitate ridicata Zona de regenerat nu este complet acoperita (sistem deschis) Nu se mentin conditii sterile Stabilizarea membranei este dificila Adaptare dificila Creare dificila a spatiului Predictabilitate redusa

TIPURI DE MEMBRANE a. Cu colagen 1. Neresorbabile - Politetrafluoretilen-expandat (e-PTFE) – Gore-Tex - Politetrafluoretilena armata cu titaniu - BioBrane® - membrană compozită din reţea de nylon colată pe o membrana siliconică semipermeabilă şi acoperită cu peptide colagene 2. Resorbabile – Bioabsorbabile a. Cu colagen - Koken - Paroguide (Lyon) - Bio-Ment b. Cu polimeri sintetici (contin glicol-lactat) - membrana GC - Resolute (WL Gore) - Vicryl (Eticon) - Atrisorb (Atrix) - Guidor (Guidor)

Membranele - Prevenirea migrării epiteliale BARIERE MEMBRANARE Adeziunea osteoblastelor la suprafaţa unei membrane e–PTFE.

PREVENIREA MIGRĂRII EPITELIALE BARIERE MEMBRANARE NON-RESORBABILE Gore-Tex TefGen BioBrane Bariere non-resorbabile (e-PTFE)

PREVENIREA MIGRĂRII EPITELIALE BARIERE MEMBRANARE NON-RESORBABILE Formarea de punţi osoase.

Prevenirea migrării epiteliale BARIERE MEMBRANARE RESORBABILE Bio-Mend Avitene Bio-Gide Guidor Resolut Vicryl Structura colagenică a membranei Bio-Gide

Materiale folosite pentru comblare 1. AUTOGREFE grefă tisulară prelevată de la acelaşi individ 2. ALLOGREFE grefă tisulară prelevată de la un subiect al aceleeaşi specii 3. XENOGREFE grefă tisulară prelevată de la un subiect (donor) al altei specii 4. ALLOPLASTE materiale / grefe sintetice (substituenţi de grefă) MATERIALE DE ADIŢIE

Materiale folosite pentru comblare OS UMAN autogrefe: intraorale, extraorale – os cortical (coagul osos) – amestec os spongios + compact – amestec os spongios + măduvă osoasă allogrefe: (FDBA, D-FDBA)  os proaspăt congelat  os liofilizat  os liofilizat, deproteinizat MATERIALE DE ADIŢIE

Materiale folosite pentru comblare SUBSTITUENŢI DE OS xenogrefe (DBBM)  derivaţi de hidroxiapatită bovină  carbonaţi de calciu coraliferi grefe alloplaste  polimeri  biovitroceramice  bioceramice  sticlă bioactivă – fosfat tricalcic – hidroxiapatită – asociere MATERIALE DE ADIŢIE Bio–Oss Biocoral PAW–1 Biogran Synthograft Bioapatit Alotropat 50

Substitute osoase sau grefe din materiale sintetice Grefe aloplaste: polimeri bioceramice: fosfat tri şi tetracalcic: resorbabil şi neresorbabil Synthograft®, Frialit® hidroxiapatită: resorbabilă şi neresorbabilă Interpore 200®, Permagraft®, Periograf®, Calcitite®, Osprovit®, Algipore®, Bioapatit® combinate Alotropat 50® biovitroceramică PAW –1® sticlă bioactivă PerioGlas®, Biogran® sulfat de calciu Plaster of Paris

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII CARACTERISTICI IDEALE potenţial / calitate osteogenică –grefele autogene/allogene factori osteoinductivi / osteoinductivitate – xenogrefele matrice osteoconductivă - grefe non-osoase (alloplaste) integritate structurală

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII GREFE AUTOGENE Imagine SEM a osului spongios autogen

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII GREFE ALLOGENE sursă primară de colagen absenţa calciului anorganic absenţa matricei regenerării osoase risc potenţial al reacţiilor imune formare encondrală de ţesut osos SURSE allogrefă osoasă criodesicată (FDBA) allogrefă osoasă demineralizată şi criodesicată

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII GREFE ALLOGENE Imagine SEM a osului allogen Imagine SEM a DFDBA

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII XENOGREFE absenţa structurii organice structura anorganică – matrice structurală sursă primară de ioni de calciu “schelet” HA SURSE os bovin coral Imagine SEM a osului bovin anorganic

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII XENOGREFE Imagine SEM a osului bovin anorganic

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII ALLOPLASTE materiale de comblaj procesul regenerativ nu reprezintă o finalitate pot contribui la reparaţia defectelor osoase pot stimula dezvoltarea osoasă SURSE polimeri bioceramice (TCP, HA) sticle bioactive Materiale polimerice – HTR

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII ALLOPLASTE Bioceramice - coral

BIOMATERIALE DESTINATE GREFĂRII ALLOPLASTE Bioceramice - hidroxiapatită

Biomateriale destinate grefării ALLOPLASTE Sticlă bioactivă

Regenerare - osteogeneza AUTOGREFĂ MATERIALE DE ADIŢIE OS AUTOGEN: Os lamelar (LB) şi ţesut osos osteoid (OS) (Tadjoedin ES et al., 2002).

Regenerare - osteoinductie DBBM – Deproteinized Bone Bovine Mineral XENOGREFĂ MATERIALE DE ADIŢIE Ţesut fibros osteon mineralizare Proces de mineralizare în interiorul unei particule DBBM (Bio–Oss) (osteon) asociată cu o vascularizaţie ridicată a ţesutului fibros (Friedmann A et al. 2002).

Regenerare - osteoinductie Microscopie lumină polarizată (evaluare 6 luni) fără şi cu... MATERIALE DE ADIŢIE Xenogrefe Formare solitară de ţesut osos Hidroxiapatită bovină Particulele de hidroxiapatită bovină sunt încapsulate de un ţesut conjunctiv fibros iar la nivelul lor nu se descriu semne ale osteogenezei (Hallman M et al. 2002).

Regenerare - osteoinductie … liant de fibrină (Hallman M et al., 2001). MATERIALE DE ADIŢIE Xenogrefe Detaliu ce indică asocierea particulelor de HA cu ţesut osos lacunar. Se observă formare activă de ţesut osos la limita particulelor ca şi formarea de ţesut osos lamelar (Hallman M et al. 2002).

Regenerare - osteoinductie MATERIALE DE ADIŢIE Xenogrefe osteoid HA bovină şi ţesut osos de neoformaţie (albastru – ţesutul osteoid) (coloraţie tricrom Mallory) (Artzi Z et al., 2002).

Regenerare - osteoinductie MATERIALE DE ADIŢIE Xenogrefe Imagine computerizată (marcaj histomorfometric): particule Bio–Oss (verde) şi ţesut osos de neoformaţie (roşu NFB) (Yildirim M et al., 2000).

Regenerare - osteoconductie Sticlă bioactivă – BioGran® MATERIALE DE ADIŢIE Alloplaste Sticlă bioactivă. Adeziune celulară şi structură de suprafaţă (SEM) (Park JY, davies JE, 2000).

Regenerare - osteoconductie MATERIALE DE ADIŢIE Alloplaste Sticlă bioactivă – BioGran® Os lamelar şi ţesut osos osteoid (OS). Se descrie ţesutu osos nou format (B) delimitat de osteoid (OS) între particule remanente (G). În medalion detaliu al procesului de transformare al particolelor de sticlă (Tadjoedin ES et al, 2000).

Regenerare - osteoconductie Fosfat tricalcic – Cerasorb ® MATERIALE DE ADIŢIE Alloplaste Se descrie contactul parţial al TCP (fosfat tricalcic) cu ţesutul osos (toluidină / fuxină bazică, 2.8 x). (Wiltfang J et al., 2003)

Regenerare parodontala DERIVATE DIN MATRICEA PROTEICĂ A SMALŢULUI (Enamel matrix proteine)  induc un proces regenerativ similar celui din odontogeneză  proces / interacţii: matrice  celulă  EMD – P  celulele PDL  proces accelerat de vindecare insuficient cunoscut  posibil control în modularea selectivă a dezvoltării bacteriene MATERIALE DE ADIŢIE

Amelogeninele - sunt proteinele majore ale matricii smalţului şi constituie aproximativ 90% din proteine. Matricea smalţului funcţionează, prin fracţiunea sa amelogenină în inducerea formării cementului acelular, ca rezultat al interacţiunii matrice-celulă. Expunerea celulelor din foliculul dentar la matricea smalţului in vivo induce formarea unui ţesut dur, acelular, la suprafaţa matricii, asemănător cu dezvoltarea cementului coronar (Hammarstrőm, 1997). Matricea smalţului este implicată în formarea cementului acelular în timpul dezvoltării dintelui şi are potenţial de a induce regenerarea cementului acelular. EMDOGAIN® - (BIORA – Suedia), conţine proteine din familia amelogeninei, constituient hidrofob al proteinelor matricii smalţului. Ele agregă şi devin insolubile la pH fiziologic şi temperatura corpului. Preparatul a fost initial comercializat sub formă de flacoane separate ce contin: pulbere liofilizată si lichid – propilen glicol alginat (PGA), soluţie apoasă cu pH = 4,0. Se conservă la frigider, la 20 - la 80 C. Ulterior firma BIORA a produs EMDOGAIN – gel predozat in seringi de 30 ml si 70 ml

MOTIVAŢIA UTILIZĂRII EMDOGAIN® creşte proliferarea celulelor ligamentului parodontal, dar nu şi a celulelor epiteliale, creşte producerea totală de proteine de către celulele ligamentului parodontal, promovează formarea de noduli de mineralizare, de către celulele acestuia poate acţiona ca o matrice pozitivă pentru celulele din situs-ul de regenerare. duce la regenerarea osoasă în condiţiile în care nu s-au interpus bariere fizice pentru crearea spaţiului parodontal, Secţiune histologică la 4 luni într-un defect experimental(dupa Heijl, 1997)

Aplicarea proteinelor matricii smalţului pe suprafaţa radiculară duce la o repetare a procesului de dezvoltare normală a ţesuturilor parodontale. Prin utilizarea EMDOGAIN® este posibil a se induce regenerarea tuturor ţesuturilor parodontale: cement radicular, ligament parodontal şi os alveolar, într-un mod asemănător dzvoltării normale al acestor ţesuturi. ( Hammarstrőm, Heijl, Gestrelius,1997) Imagini histologice ale câştigului minim de ataşament după aplicarea Emdogain (Hammarström, 1997)

Condiţionarea suprafeţei radiculare OBIECTIVE corectarea modificărilor incompatibile biologic ale suprafeţei radiculare pregătirea de o manieră conductivă a suprafeţei pentru viitorul ataşament şi sinteza matricei PRODUSE acid citric fibronectină Tetraciclină EDTA – (Pref-gel)

CE NE OFERA VIITORUL ? Mai recent s-a încercat aplicarea pe suprafaţa radiculară a unei varietăţi de factori implicaţi în creştere şi diferenţiere pentru a stimula celulele să repopuleze defectul parodontal şi implicit să îl regenereze. Actual este introdusa metoda ce utilizeaza os mineral sau natural asociat cu concentrat eritrocitar recoltat de la pacient.

CE NE OFERA VIITORUL ? Ingineria tisulară parodontală este o nouă provocare în ceea ce priveşte regenerarea parodontală (Reddi, 1998). Această nouă paradigmă implică obţinere de celule progenitoare care aplicate corespunător vor prolifera şi sintetiza componente specializate ale tesutului care se doreşte a fi regenerat. Necesităţile acestei tehnici se impart în două direcţii principale, şi anume: - menţinerea in vivo a structurii pe care se aplică celulele din punct de vedere a proprietăţilor biomecanice si a arhitecturii - şi proprietăţile de menţinere a spaţiului. Necesităţile arătate se leagă de funcţiile biologice ale matricii construite: - înglobarea celulară, - permiterea neovascularizaţiei şi - eliberarea factorilor morfogenetici, reglatori şi de creştere.

PERSPECTIVE ALE REGENERARII PARODONTALE Reconstrucţia ţesuturilor parodontale afectate necesită o combinaţie de celule, sisteme suport, molecule semnal şi un aport sanguin adecvat. Unul din factorii limitanţi ai regenerării parodontale este prezenţa factorilor infecţioşi. Celulele reprezintă promotorii pentru creşterea şi diferenţierea tisulară. Factorii de creştere sau morfogenetici modulează activitatea celulară şi reprezintă stimulii diferenţierii celulare cu producţia de matrice extracelulară, fenomene necesare generării ţesutului nou format. Reţele vasculare noi sunt generate prin apariţia de semnale angiogenice iar funcţionarea acestora reprezintă baza nutriţională pentru creşterea tisulară şi homeostazie. În final, organizarea tridimensională a structurilor matriceale generate, creează un suport pentru desfăşurarea proceselor specifice regenerării. Toate aceste etape pot fi influenţate terapeutic. Tehnicile de regenerare parodontală trebuie să includă obligatoriu strategii de control ale infecţiei.

Factorii de creştere în regenerarea parodontală Obţinerea regenerării parodontale este dependentă de 4 componente majore: semnalele biologice optime, celulele necesare, alimentarea sangvină şi suportul material pentru regenerarea unui anumit tip de ţesut . Factorii de creştere sau morfogenetici  modulează activitatea celulară şi  reprezintă stimulii diferenţierii celulare cu  producţia de matrice extracelulară, fenomene necesare generării ţesutului nou format.

FACTORI DE CREŞTERE IMPLICAŢI ÎN REPARAREA ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ Combinarea de factori de creştere plachetar cu cel insulinic ( PDGF si IGF) a fost testată în regenerarea sistemului parodontal. Această combinare ar putea potenţa creşterea mai multor tipuri de ţesut ( inclusiv ligamentul parodontal şi ţesutul gingival ) prin combinarea unui factor de competenţă şi a unui factor de progresie Proteinele osoase morfogenetice (BMP – bone morphogenetic proteins (S-a dovedit ca proteinele osoase morfogenetice afectează expresia fenotipică a celulelor ligamentului parodontal.) Factorul de creştere şi transformare β ( TGFβ )

FACTORI DE CREŞTERE IMPLICAŢI ÎN REPARAREA ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ 4. Factorul de creştere şi transformare β ( TGFβ ) TGF beta Regenerarea parodontală – un război dus de organism + medic pentru restaurarea teritoriului iniţial Reţeaua de semnalizare a TGFbeta

MATRICEA EXTRACELULARĂ ÎN REPARAREA ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ Regenerarea parodontală – un război dus de organism + medic pentru restaurarea teritoriului iniţial Interacţiuni dintre matricea extracelulară şi expresia genică.

Tendinţe CELULELE STEM ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ modalitate biologică de abord reactivarea procesului de dezvoltare folosirea celulelor stem remanente – sursă de celule progenitoare stimularea diferenţierii terminale SURSE asocierea factorilor de creştere matrici biocompatibile cu rol de barieră şi suport

Tendinţe CELULELE STEM ŞI REGENERAREA PARODONTALĂ FACTORI DE CREŞTERE

PERSPECTIVE - TERAPIA CELULARĂ - Utilizarea MSC (celule stem mezenchimale) celulele progenitoare sunt prezente la nivelul ţesuturilor scheletale şi dentare mature MSC antigene de suprafaţă (CD44, CD71, CD90, CD105, CD120a, CD124, CD166, liganzii Flt-3 şi produsele genei Kit markeri absenţa antigenelor specifice liniilor hematogene citokine (Il-6, 7, 8, 11, 12, 14, 15, LIF, GM-CSF) Legile actuale interzic folosirea celulelor stem embrionare astfel că studiile actuale sunt focalizate pe utilizarea celulelor adulte pentru terapia regenerativă. Celulele cu capacitate de adezivitate de la nivelul măduvei osoase sunt capabile de a se diferenţia pe diferite linii, inclusiv pe cele responsabile de osteogeneză

PERSPECTIVE - TERAPIA CELULARĂ - MSC diferenţiere MSC urmează o serie de căi de diferenţiere diferite şi îşi asumă fenotipul celular de tip muscular, osos, cartilaginos, adipocitic, pentru LPD şi cement. Odată ce diferenţierea este iniţiată, proliferarea este autolimitată şi are loc sinteza unor proteine tisulare specifice. Datorită problemelor de infecţie HIV sau a infecţiei cu alte virusuri letale sau prioni terapia de transplantare autologă este actualmente de primă alegere.

PERSPECTIVE TERAPIA CELULARĂ aplicaţii ale celulelor cementoblast-like Nu există markeri specifici pentru cementoblaste Diferenţa faţă de celulele osteoblast-like face apel la tehnici genomice şi proteomice Există celule stem multipotente la nivelul ligamentului parodontal care pot evolua spre cementoblaste

PERSPECTIVE ALE REGENERARII Terapia celulara- factorii de crestere osteoinductivi Terapia genica Atenţie la utilizarea terapiilor celulare vs genice. Ingineria tisulară care utilizează celulele pacientului oferă un mare număr de avantaje faţă de terapiile convenţionale sau faţă de ingineria genetică, metodă care utilizează vectori virali. Terapia regenerativă necesită actualmente eliberarea duală a unor agenţi de modificare a tipului de răspuns al gazdei precum şi a unor agenţi antiinfecţioşi pentru a optimiza rezultatele terapeutice Viitorul terapiei regenerative este o problemă multidisciplinară, cel puţin tot atât de complexă ca şi structura parodonţiului. Deoarece peste jumătate din factorii de creştere sunt tranzitorii in vivo (supravieţuire de ordinul minutelor-orelor), regenerarea parodontală nu este o consecinţă directă a chirurgiei terapeutice cu adresabilitate parodontală. Regenerarea parodontală necesită de obicei concentraţii crescute de factori de creştere,suplimentarea producţiei de factori de creştere prin transfer genic poate fi superioară administrării în bolus a acestor factori.Terapia genică constă în inserţia genelor în celule izolate fie direct, fie indirect într-o matrice care induce efectul biologic specific. În tehnica ex vivo, biopsia tisulară de la nivelul situsului donor determină obţinerea de celule izolate şi expandarea lor în cultură. Vectorii (adenovirusuri sau plasmide). Celulele sunt însămânţate pe suporturi biodegradabile şi implantate la nivelul situsului lezional. Tehnica in vivo presupune eliberarea directă a genelor la nivelul leziunii prin intermediul unui carrier, de exemplu, gelul de colagen.

BOALA PARODONTALĂ patognomonic – pierdere de ţesut de ataşament şi os alveolar de susţinere defectul osos – sechela anatomică a progresiei apicale a distrucţiei tisulare obiectiv terapeutic – regenerarea aparatului de ataşament proceduri cu materiale de adiţie proceduri fără materiale adiţie regenerarea tisulară ghidată oferă posibilitatea reabilitării ţesutului parodontal pierdut prin progresia bolii controlul factorilor de influenţă creşte predictibilitatea procedurală necesitatea individualizării terapeutice

Terapie parodontala - regenerare Proceduri regenerative Chiuretajul lamboului Chiuretaj fara grefa osoasa si fara aplicare de membrana Chiuretaj cu grefa osoasa Chiuretaj cu aplicare de memebrana (RTG) Cu grefa osoasa Fara grefa osoasa

REALITATEA….. Boala parodontala – distructia tesutului DEFECTUL OSOS rezultat al: progresiei cu specificitate de situs morfologiei dento–alveolare ANATOMIE UNICĂ ANATOMIA DEFECTULUI CLASIFICARE  criterii morfologice lezionale  implicaţii diagnostice, terapeutice  prognostic

REALITATEA….. ANATOMIA DEFECTULUI Defect osos interproximal cu 3 pereţi. Sunt restanţi pereţii vestibular, lingual şi interproximal Defect osos interproximal cu 1 perete. Peretele este adiacent la faţa distală a 4.4. Defect osos interproximal cu 2 pereţi (crater interdentar). Sunt restanţi numai pereţii osoşi vestibulari şi orali Defect osos circumferenţial (rădăcina palatinală 1.4). Defectul osos interesează suprafeţele mezială, distală şi palatinală.

REALITATEA…… ANATOMIA DEFECTULUI

REALITATEA….. ANATOMIA DEFECTULUI Defect infraosos cu 2 pereţi şi defect hemiseptal. Leziune de furcaţie clasa II–a. Leziune de furcaţie clasa III–a.

REALITATE…… Persistenţa defectului osos dupa proceduri chirurgicale de regenerare

…REALITATE MATERIALELE DE ADIŢIE capacitatea autogrefelor de a iniţia osteoinducţia scade cu vârsta (Shigeyama, 1995) cantitatea de proteine matriceale osoase sau alţi factori de creştere necesară inducerii sintezei de os evidentă clinic rămâne necunoscută (Becker, 1999) frecvent allogrefa se constituie doar în nucleu al osteogenezei ( osteoconductie) şi rămâne neresorbită perioade îndelungate de timp, nu există date care să indice resorbţia osteoclastică (Tonetti, 2000) (“bone like appearance material”)

…REALITATE BARIERELE MEMBRANARE studiile indică evidenţa clinică a câştigului clinic de ataşament respectiv de reducere a profunzimii pungilor parodontale dar procedurile chirurgicale sunt dificile iar utilizarea membranelor resorbabile, dincolo de avantajele pe care le prezintă, nu aduc o diferenţă notabilă în ameliorarea status–ului parodontal (indicaţii restrânse în utilizare)

CONCLUZII... procedurile chirurgicale de regenerare parodontală au fost introduse în scopul depăşirii limitelor terapiei parodontale convenţionale rezultatele au fost privite cu entuziasm în perspectiva unui câştig de ataşament superior evaluate critic, aceste proceduri par a aduce doar un avantaj minim în raport de risc / beneficiu pentru pacient şi nu par a creşte speranţa de menţinere pe arcadă a dinţilor trataţi foarte mult timp. Fenomenele de regenerare parodontala sunt guvernate si influentate de foarte multi factori locali si sistemici.

…ŞI VIITOR dincolo de aceste limite evoluţia domeniului regenerării parodontale va avea loc prin aplicarea cunoştinţelor curente de biologie celulară şi moleculară deficienţa majoră o reprezintă încă tratarea efectului (defectul osos) şi nu a cauzei (boala parodontală) de unde necesitatea asocierii terapiei de modulare cu alte modalităţi terapeutice se impune dezvoltarea modalităţilor de obţinerii unei regenerări parodontale adevărate care să contribuie real la menţinerea dintelui pe arcadă.