Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng mô sớm với zoledronate, được đưa vào cục xương thông qua vít xương, vào một vùng xương xốp bị suy yếu: một nghiên cứu thí điểm
Tóm tắt
Trong điều trị gãy xương, việc cố định đầy đủ các thiết bị cấy ghép là rất quan trọng cho hiệu suất lâm sàng lâu dài. Các bisphosphonates (BP), là những chất ức chế mạnh mẽ sự hấp thụ xương do tế bào hủy xương, được biết đến là làm tăng khối lượng xương quanh implant và tăng cường sự cố định ban đầu. Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống BPs có liên quan đến các tác dụng phụ. Do đó, axit Zoledronic (ZOL) là một BP mạnh đã được tải lên các vít xương và được đánh giá trong một mô hình phát hành tại chỗ. Trong khi các tác động trung-đến-dài hạn đã được báo cáo, các sự kiện tế bào sớm xảy ra tại giao diện implant/xương chưa được mô tả tốt. Nghiên cứu hiện tại đã khảo sát các phản ứng mô sớm với ZOL được đưa tại chỗ, thông qua vít xương, vào một vùng xương xốp bị suy yếu. ZOL đã được cố định trên các vít titan được phủ fibrinogen. Sử dụng phương pháp tiếp cận hai bên, các vít thử nghiệm đã được tải ZOL và các vít đối chứng không tải đã được cấy ghép vào các khuyết tật xương ở lồi cầu xương đùi, được tạo ra bởi một kỹ thuật khoan quá mức. Các phân tích mô học về các tác động mô tại chỗ như sự hình thành xương mới và sự tích hợp xương đã được thực hiện vào ngày 1, 5 và 10. Đánh giá mô học của nhóm ZOL ngày thứ năm cho thấy một xu hướng biệt hóa xương cao hơn. Tại ngày thứ mười, một sự gia tăng sớm của các tế bào trung mô và tế bào gốc tạo xương đã được thấy và một mức độ cao hơn của sự tăng sinh và biệt hóa tế bào (p < 5%). Trong nhóm ZOL, sự tiếp xúc giữa xương với vít và các giá trị thể tích xương trong khuyết tật có xu hướng tăng. Việc phát hành thuốc tại chỗ không gây ra tác động tế bào bất lợi nào. Nghiên cứu này cho thấy rằng việc cung cấp ZOL tại chỗ vào một vùng xương xốp bị suy yếu hỗ trợ tích cực cho quá trình tạo xương quanh implant, ảnh hưởng tích cực đến các tế bào trung mô, tại các thời điểm sớm hơn so với những gì đã được báo cáo trước đây trong tài liệu.
Từ khóa
#Zoledronic acid #bone screws #osteointegration #bisphosphonates #cancellous bone #local delivery #early tissue response #osteogenesisTài liệu tham khảo
Mjoberg B: The theory of early loosening of hip prostheses. Orthopedics. 1997, 20: 1169-1175.
Navarro M, Michiardi A, Castano O, Planell JA: Biomaterials in orthopaedics. J R Soc Interface. 2008, 5: 1137-1158. 10.1098/rsif.2008.0151.
Hilding M, Ryd L, Toksvig-Larsen S, Aspenberg P: Clodronate prevents prosthetic migration: a randomized radiostereometric study of 50 total knee patients. Acta Orthop Scand. 2000, 71: 553-557. 10.1080/000164700317362163.
Moroni A, Faldini C, Hoang-Kim A, Pegreffi F, Giannini S: Alendronate improves screw fixation in osteoporotic bone. J Bone Joint Surg Am. 2007, 89: 96-101. 10.2106/JBJS.F.00484.
Harding AK, Toksvig-Larsen S, Tagil M, WD A: A single dose zoledronic acid enhances pin fixation in high tibial osteotomy using the hemicallotasis technique. A double-blind placebo controlled randomized study in 46 patients. Bone. 2010, 46: 649-654. 10.1016/j.bone.2009.10.040.
Meraw SJ, Reeve CM: Qualitative analysis of peripheral peri-implant bone and influence of alendronate sodium on early bone regeneration. J Periodontol. 1999, 70: 1228-1233. 10.1902/jop.1999.70.10.1228.
Venesmaa PK, Kroger HP, Miettinen HJ, Jurvelin JS, Suomalainen OT, Alhav EM: Alendronate reduces periprosthetic bone loss after uncemented primary total hip arthroplasty: a prospective randomized study. J Bone Miner Res. 2001, 16: 2126-2131. 10.1359/jbmr.2001.16.11.2126.
Wilkinson JM, Stockley I, Peel NF, Hamer AJ, Elson RA, Barrington NA, Eastell R: Effect of pamidronate in preventing local bone loss after total hip arthroplasty: a randomized, double-blind, controlled trial. J Bone Miner Res. 2001, 16: 556-564. 10.1359/jbmr.2001.16.3.556.
Soininvaara TA, Jurvelin JS, Miettinen HJ, Suomalainen OT, Alhava EM, Kroger PJ: Effect of alendronate on periprosthetic bone loss after total knee arthroplasty: a one-year, randomized, controlled trial of 19 patients. Calcif Tissue Int. 2002, 71: 472-477. 10.1007/s00223-002-1022-9.
Yoshinari M, Oda Y, Inoue T, Matsuzaka K, Shimono M: Bone response to calcium phosphate-coated and bisphosphonate-immobilized titanium implants. Biomaterials. 2002, 23: 2879-2885. 10.1016/S0142-9612(01)00415-X.
Little DG, Smith NC, Williams PR, Briody JN, Bilston LE, Smith EJ, Gardiner EM, Cowell CT: Zoledronic acid prevents osteopenia and increases bone strength in a rabbit model of distraction osteogenesis. J Bone Miner Res. 2003, 18: 1300-1307. 10.1359/jbmr.2003.18.7.1300.
Astrand J, Aspenberg P: Topical, single dose bisphosphonate treatment reduced bone resorption in a rat model for prosthetic loosening. J Orthop Res. 2004, 22: 244-249. 10.1016/j.orthres.2003.08.008.
Bobyn JD, Hacking SA, Krygier JJ, Harvey EJ, Little DG, Tanzer M: Zoledronic acid causes enhancement of bone growth into porous implants. J Bone Joint Surg (Br). 2005, 87: 416-420.
Peter B, Zambelli PY, Guicheux J, Pioletti DP: The effect of bisphosphonates and titanium particles on osteoblasts: an in vitro study. J Bone Joint Surg (Br). 2005, 87: 1157-1163.
Wise LM, Waldman SD, Kasra M, Cheung R, Binnington A, Kandel RA, White LM, Grynpas MD: Effect of zoledronate on bone quality in the treatment of aseptic loosening of hip arthroplasty in the dog. Calcif Tissue Int. 2005, 77: 367-375. 10.1007/s00223-005-0062-3.
Peter B, Gauthier O, Laib S, Bujoli B, Guicheux J, Janvier P, van Lenthe GH, Muller R, Zambelli PY, Bouler JM, Pioletti DP: Local delivery of bisphosphonate from coated orthopedic implants increases implants mechanical stability in osteoporotic rats. J Biomed Mater Res A. 2006, 76: 133-143.
Goodship AE, Blunn GW, Green J, Coathup MJ: Prevention of strain-related osteopenia in aseptic loosening of hip prostheses using perioperative bisphosphonate. J Orthop Res. 2008, 26: 693-703. 10.1002/jor.20533.
Stadelmann VA, Gauthier O, Terrier A, Bouler JM, Pioletti DP: Implants delivering bisphosphonate locally increase periprosthetic bone density in an osteoporotic sheep model. A pilot study. Eur Cell Mater. 2008, 16: 10-16.
Suratwala SJ, Cho SK, van Raalte JJ, Park SH, Seo SW, Chang SS, Gardner TR, Lee FY: Enhancement of periprosthetic bone quality with topical hydroxyapatite-bisphosphonate composite. J Bone Joint Surg Am. 2008, 90: 2189-2196. 10.2106/JBJS.G.00409.
Jakobsen T, Baas J, Kold S, Bechtold JE, Elmengaard B, Soballe K: Local bisphosphonate treatment increases fixation of hydroxyapatite-coated implants inserted with bone compaction. J Orthop Res. 2009, 27: 189-194. 10.1002/jor.20745.
Abtahi J, Tengvall P, Aspenberg P: A bisphosphonate-coating improves the fixation in metal implants in human bone. A randomized trial of dental implants. Bone. 2012, 50: 1148-1151. 10.1016/j.bone.2012.02.001.
Ruggiero SL, Mehrotra B: Bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw: diagnosis, prevention, and management. Annu Rev Med. 2009, 60: 85-96. 10.1146/annurev.med.60.063007.134350.
Schilcher J, Koeppen V, Ranstam J, Skripitz R, Michaëlsson K, Aspenberg P: Atypical femoral fractures are a separate entity, characterized by highly specific radiographic features. A comparison of 59 cases and 218 controls. Bone. 2013, 52: 389-392. 10.1016/j.bone.2012.10.016.
Aspenberg P: Bisphosphonates and implants: an overview. Acta Orthop. 2009, 80: 119-123. 10.1080/17453670902807466.
Tengvall P, Skoglund B, Askendal A, Aspenberg P: Surface immobilized bisphosphonate improves stainless-steel screw fixation in rats. Biomaterials. 2004, 25: 2133-2138. 10.1016/j.biomaterials.2003.08.049.
Wermelin K, Tengvall P, Aspenberg P: Surface-bound bisphosphonates enhance screw fixation in rats - increasing effect up to 8 weeks after insertion. Acta Orthop. 2007, 78: 385-392. 10.1080/17453670710013979.
Wermelin K, Suska F, Tengvall P, Thomsen P, Aspenberg P: Stainless steel screws coated with bisphosphonates gave stronger fixation and more surrounding bone. Histomorphometry in rats. Bone. 2008, 42: 365-371. 10.1016/j.bone.2007.10.013.
Wermelin K, Aspenberg P, Linderback P, Tengvall P: Bisphosphonate coating on titanium screws increases mechanical fixation in rat tibia after two weeks. J Biomed Mater Res A. 2008, 86: 220-227.
Fleisch H: Bisphosphonates: mechanisms of action. Endocr Rev. 1998, 19: 80-100. 10.1210/edrv.19.1.0325.
Peter B, Pioletti DP, Laib S, Bujoli B, Pilet P, Janvier P, Guicheux J, Zambelli PY, Bouler JM, Gauthier O: Calcium phosphate drug delivery system: influence of local zoledronate release on bone implant osteointegration. Bone. 2005, 36: 52-60. 10.1016/j.bone.2004.10.004.
Miettinen SS, Jaatinen J, Pelttari A, Lappalainen R, Monkkonen J, Venesmaa PK, Kroger HP: Effect of locally administered zoledronic acid on injury-induced intramembranous bone regeneration and osseointegration of a titanium implant in rats. J Orthop Sci. 2009, 14: 431-436. 10.1007/s00776-009-1352-9.
Hoshikawa A, Fukui N: Quantitative analysis of the resorption and osteo-conduction process of a calcium phosphate cement and its mechanical effect for screw fixation. Biomaterials. 2003, 24: 4967-4975. 10.1016/S0142-9612(03)00422-8.
Abtahi J, Tengvall P, Aspenberg P: Bisphosphonate coating might improve fixation of dental implants in the maxilla. A pilot study. Int J Oral Maxillofac Surg. 2010, 39: 673-677. 10.1016/j.ijom.2010.04.002.
Donath K, Breuner G: A method for the study of undecalcified bones and teeth with attached soft tissues. The Sage-Schliff (sawing and grinding) technique. J Oral Pathol. 1982, 11: 318-326. 10.1111/j.1600-0714.1982.tb00172.x.
Gao Y, Zou S, Liu X, Bao C, Hu J: The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats. Biomaterials. 2009, 30: 1790-6. 10.1016/j.biomaterials.2008.12.025.
Andersson T, Agholme F, Aspenberg P, Tengvall P: Surface immobilized zoledronate improves screw fixation in rat bone: a new method for the coating of metal implants. J Mater Sci. 2010, 21: 3029-3037.
Castaneda S, Calvo E, Largo R, Gonzalez-Gonzalez R, de la Piedra C, Diaz-Curiel M, Herrero-Beaumont G: Characterization of a new experimental model of osteoporosis in rabbits. J Bone Miner Metab. 2008, 26: 53-59. 10.1007/s00774-007-0797-1.
Peter B: Orthopedic implants used as drug delivery systems: numerical, in vitro and in vivo studies [SECTION DE PHYSIQUE]. 2004, Lausanne: École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Lin JH, Russell G, Gertz B: Pharmacokinetics of alendronate: an overview. Int J Clin Pract Suppl. 1999, 101: 18-26.
Hoffman A, Stepensky D, Ezra A, Van Gelder JM, Golomb G: Mode of administration-dependent pharmacokinetics of bisphosphonates and bioavailability determination. Int J Pharm. 2001, 220: 1-11. 10.1016/S0378-5173(01)00654-8.
Chen T, Berenson J, Vescio R, Swift R, Gilchick A, Goodin S, LoRusso P, Ma P, Ravera C, Deckert F, Schran H, Seaman J, Skerjanec A: Pharmacokinetics and pharmacodynamics of zoledronic acid in cancer patients with bone metastases. J Clin Pharmacol. 2002, 42: 1228-1236. 10.1177/009127002762491316.
Ogura Y, Gonsho A, Cyong JC, Orimo H: Clinical trial of risedronate in Japanese volunteers: a study on the effects of timing of dosing on absorption. J Bone Miner Metab. 2004, 22: 120-126. 10.1007/s00774-003-0459-x.
Schindeler A, Little DG: Osteoclasts but not osteoblasts are affected by a calcified surface treated with zoledronic acid in vitro. Biochem Biophys Res Commun. 2005, 338: 710-716. 10.1016/j.bbrc.2005.09.198.
Coxon FP, Thompson K, Roelofs AJ, Ebetino FH, Rogers MJ: Visualizing mineral binding and uptake of bisphosphonate by osteoclasts and non-resorbing cells. Bone. 2008, 42: 848-860. 10.1016/j.bone.2007.12.225.
Nancollas GH, Tang R, Phipps RJ, Henneman Z, Gulde S, Wu W, Mangood A, Russell RG, Ebetino FH: Novel insights into actions of bisphosphonates on bone: differences in interactions with hydroxyapatite. Bone. 2006, 38: 617-627. 10.1016/j.bone.2005.05.003.
Anderson JM: Biological responses to materials. Annu Rev Mater Res. 2001, 31: 81-110. 10.1146/annurev.matsci.31.1.81.
Cardemil C, Omar OM, Norlindh B, Wexell CL, Thomsen P: The effects of a systemic single dose of zoledronic acid on post-implantation bone remodelling and inflammation in an ovariectomized rat model. Biomaterials. 2013, 34: 1546-1561. 10.1016/j.biomaterials.2012.11.003.
Slaets E, Carmeliet G, Naert I, Duyck J: Early trabecular bone healing around titanium implants: a histologic study in rabbits. J Periodontol. 2007, 78: 510-517. 10.1902/jop.2007.060183.
The pre-publication history for this paper can be accessed here:http://www.biomedcentral.com/1471-2474/15/97/prepub