Nanostructured Zn-Substituted onetite Based Material Induces Higher Bone Regeneration Than Anorganic Bovine Bone and β-Tricalcium Phosphate in Vertical Augmentation Model in Rabbit Calvaria

Abstract

[ES]Se comparó la capacidad de un material multicomponente nanoestructurado compuesto de monetita sustituida con Zn, fosfato cálcico amorfo, hidroxiapatita y gel de sílice (MSi) para promover el aumento óseo vertical frente a hueso bovino anorgánico (ABB) y β-fosfato tricálcico sintético (β-TCP). . También se estudió la relación entre el comportamiento biológico y las propiedades fisicoquímicas de los materiales. El estudio in vivo se realizó en un modelo de aumento óseo vertical en cráneo de conejo con un período de ciactrización de 10 semanas. Se observaron diferencias histológicas significativas en el comportamiento biológico de los materiales. MSi mostró una regeneración ósea significativamente mayor (39%) que ABB y β-TCP (24%). El volumen del cilindro lleno fue similar en MSi (92%) y ABB (91%) y significativamente menor en los implantes β-TCP (81%). Además, el β-TCP mostró la mayor cantidad de partículas no osteointegradas (17%). MSi fue superior a los materiales de control porque mantiene el volumen del defecto casi completo, con la mayor formación ósea, el menor número de partículas restantes, que están casi completamente osteointegradas y con la menor cantidad de tejido conectivo. Además, el hueso formado era maduro, con trabéculas anchas, alta vascularización y actividad osteogénica. MSi se reabsorbe gradualmente con el tiempo con un evidente incremento de la porosidad y colonización simultánea de hueso nuevo vascularizado. Además, se evidenció el comportamiento osteoinductivo del material MSi.

[EN]The capacity of a nanostructured multicomponent material composed of Zn-substituted monetite, amorphous calcium phosphate, hydroxyapatite and silica gel (MSi) to promote vertical bone augmentation was compared with anorganic bovine bone (ABB) and synthetic β-tricalcium phosphate (β-TCP). The relation between biological behavior and physicochemical properties of the materials was also studied. The in vivo study was conducted in a vertical bone augmentation model in rabbit calvaria for 10 weeks. Significant differences in the biological behavior of the materials were observed. MSi showed significantly higher bone regeneration (39%) than ABB and β-TCP (24%). The filled cylinder volume was similar in MSi (92%) and ABB (91%) and significantly lower in β-TCP (81%) implants. In addition, β-TCP showed the highest amount of non-osteointegrated particles (17%). MSi was superior to the control materials because it maintains the volume of the defect almost full, with the highest bone formation, the lowest number of remaining particles, which are almost fully osteointegrated and having the lowest amount of connective tissue. Besides, the bone formed was mature, with broad trabeculae, high vascularization and osteogenic activity. MSi resorbs gradually over time with an evident increment of the porosity and simultaneous colonization for vascularized new bone. In addition, the osteoinductive behavior of MSi material was evidenced.