International Poster Journal of Dentistry and Oral Medicine
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Int Poster J Dent Oral Med 16 (2014), DGMKG     11. June 2014
Int Poster J Dent Oral Med 16 (2014), DGMKG  (11.06.2014)

Supplement, Poster 778, Language: German/English


Craniale Transport-Distraktionsosteogenese mit und ohne autologe Fetttransplantation - eine in vivo-Studie
Evaluation of cranial bone transport distraction with and without adipose grafting

Koch, Felix Peter / Yuhasz, Mikell M. / Travieso, Rob / Wong, Kenneth / Clune, James / Zuang, Zhen W. / Houten, Joshua Van / Steinbacher, Derek M.
Einführung: Transport-Distraktionsostegenese kann zum Verschluß von Kalvariadefekten genutzt werden. Diese Studie hatte zum Ziel, histomorphometrisch die Knochenbildung zu untersuchen und zudem den Einfluß einer autologen Fetttransplantation zu untersuchen.
Methode: Die Studie war durch die Yale IACUC (#2011-11393) genehmigt worden. Zehn männliche, weiße Neuseeland-Kaninchen (3Monate, 3,5kg) hatten an der Studie teilgenommen. Bei jedem wurde ein 16x16mm goßer Knochendefekt geschaffen und bei acht Tieren ein 10x16mm großes Transportsegment angelegt. Der Distraktor war anterior und posterior fixiert worden. Vier der Tiere erhielten von interskapulär eine autologe Fetttransplantation von 1ml zur knöchernen Defektdeckung, 4Tiere eine Distraktion ohne Fettgewebe und zwei Tiere fungierten als Kontrolle ohne Distraktion (je eines mit, bzw. ohne Fetttransplantation). Am2.postoperativen Tag erfolgte die Distraktion mit 1,5mm/Tag über 12-14 Tage, worauf eine 4 wöchige Konsolidierungsphase folgte. Calcein und Xylene orange Fluorochrome wurden den Tieren subcutan injiziert, um die Dynamik der Knochenneubildung zu untersuchen. Zur Auswertung wurden Mikro-CTs und Dünnschliffhistologien angefertigt, um diese histomorphometrisch und fluoreszenzmikroskopisch auszuwerten.
Ergebnisse: Perioperativ ereigneten sich keine Komplikationen. Das Mikro-CT wies neu gebildeten Knochen im Distraktionsspalt auf und zeigte im Vergleich von Fett-transplantierten zu nicht Fett-transplantierten Tieren eine mittlere Dichte von 2271,95mgHA/ccm, bzw. 2254,27mgHA/ccm. Das relative Knochenvolumen im Defekt betrug 0,09, bzw. 0,077 (p=0,5979). Die nicht distrahierten Kontrolltiere hatten eine minimale Reossifikation des köchernen Defektes. Histologisch betrug die mittlere Knochendichte 8,19% für die Fett-transplantierten und 43,63% für die nicht Fett-transplantierten Tiere. Die relative Knochendichte (Dichte des distrahierten Knochens/Dichte des originären Knochens) betrug entsprechend 23,71% im Vergleich zu 53,96%. Die Fluoresznezanalyse zeigte Ossifikationen ausgehend vom Kallus, von der Dura, wie auch vom Periost.
Conclusio: Die Transportdistraktionsosteogenese ist ein effektives Instrument, um Kaninchen-Kalvariadefekte kritischer Größe zu verschließen. Die Knochenregeneration erfolgt vor allem vom Kallus, aber auch von Dura und Periosteum. Die Autologe Fetttransplantation wird gut toleriert, trägt aber nichts zur osteogenen Regeneration bei.

Background: Transport distraction osteogenesis (DO) can be used to autologously reconstitute calvarial defects. However, distraction gap biology in transport DO has not been adequately described. The purpose of this study is to histomorphologically interrogate osteogenic formation during cranial transport distraction using a novel device. We also evaluate the effect of fat grafting on the regenerate during distraction.
Methods: This study was approved by Yale IACUC (# 2011-11393). Ten male New Zealand white rabbits (3 months; 3.5kg) were used (8 treatment, 2 control). A 16x16mm defect was created abutted by a 10x16mm transport disc. The device was fixated anterioposteriorly. Four animals were fat-grafted using 2cc of subdermal intrascapular fat deposited along the distraction site. Latency (1d), active distraction (12-14d) (1.5 mm/day), and consolidation (4wks) followed. Calcein and xylene orange fluorochromes were injected subcutaneously during and post-distraction to mark sites of bone formation. Following sacrifice, osteogenesis was assessed using microCT, histology, and fluorescence.
Results: No perioperative complications were experienced. Treatment animals demonstrated regenerate bone between distracted segments on microCT. MicroCT analysis of fat-grafted and non-fat grafted animals revealed a mean density of 2271.95 mgHA/ccm and 2254.27 mgHA/ccm (p=0.967), respectively, and defect bone versus total volume (BV/TV) of 0.0999 and 0.0766 (p=0.5979), respectively. Controls had minimal reossification. Histologically, mean densities measured 43.63% and 8.19% for non-fat and fat grafted animals, respectively. Density ratios (regenerate:native bone) were 53.96% and 23.71%, respectively. Fluorescent microscopy revealed ossification from the callus as well as bone fronts emanating from dura and periosteum.
Conclusions: Transport distraction is effective to reconstruct critically-sized rabbit calvarial defects. Regenerate bone arises predominantly from the callus with contribution from surrounding dura and periosteum. Adipose grafting is well tolerated but does not enhance osseous regeneration.

Keywords: Distraktionsosteogenese, Kaninchen, in vivo, Histologie, Fetttransfer
Distractionosteogenesis, rabbit, in vivo, histology, fat transfer


Conference/Exhibition:
64. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (DGMKG)
11.-14. Juni 2014
Mainz, Deutschland