Homologous demineralized bone matrix associated or not to autologous bone marrow in a rabbit dorsolateral lumbar vertebral union

O presente estudo objetivou avaliar o uso da matriz óssea desmineralizada (MOD) isoladamente ou associada à medula óssea (MO), como agente de união vertebral dorsolateral lombar, em 48 coelhos da raça Nova Zelândia Branca. Vinte e quatro animais receberam a MOD sobre os processos transversos de L 5 -L 6 , previamente descortificados. Outros vinte quatro constituíram o grupo que recebeu a MOD associada à MO na mesma localização e, em nove coelhos, grupo controle, foi realizado apenas a descortificação destes processos transversos. Oito animais de ambos os grupos tratados e três do grupo controle foram sacrificados às 5, 7 e 9 semanas após a cirurgia e submetidos a avaliações radiográfica, histológica e por palpação manual. O teste de resistência biomecânica foi realizado somente nos dois primeiros grupos. No grupo controle, nas diferentes avaliações, foi observado insignificante reação periosteal local. Dentre os que receberam somente a MOD, às 5 semanas, 37,5% dos animais apresentaram união à palpação, que estava presente em 50% nas semanas seguintes. As análises radiográficas demonstraram índice de união de 25% às 5 semanas, seguido por um índice de 100% de não-união às 7 semanas e 33,3% de união às 9 semanas. A avaliação histológica demonstrou predominantemente a fragmentação seguida pela reabsorção da MOD sendo esta substituída em quase sua totalidade por tecido conjuntivo fibroso. A formação óssea endocondral se deu a partir dos processos transversos descortificados. As evidências histológicas demonstraram que a MOD comportou-se como agente osteocondutor, com ação osteoindutora apenas na interface dos processos transversos com a MOD. O teste biomecânico demonstrou diferença significativa (p < 0,05), referente à força e resistência, entre os segmentos operados e os adjacentes. Com os resultados foi possível concluir que a matriz óssea homóloga desmineralizada serviu como arcabouço para a formação óssea. Contudo, o baixo índice de união tornou-a ineficaz na formação de uma união vertebral dorsolateral lombar estável. No grupo que recebeu a MOD associada à MO, às 5 semanas, 87,5% dos animais apresentaram união à palpação, seguido por 75 e 100 % às 7 e 9 semanas. As análises radiográficas demonstraram índice de união de 50% às 5 semanas, 62 % às 7 semanas e 75 % de união às 9 semanas. Na avaliação histológica, às 5 semanas havia características de osteintegração da MOD com o processos transversos, a matriz sendo penetrada por vasos sanguíneos e tecido cartilaginoso no centro do enxerto. Nas semanas seguintes a MOD foi sendo fragmentada e substituída por tecido cartilaginoso seguido por ossificação endocondral, que continuou a evoluir, sendo a MOD substituída em quase sua totalidade por tecido ósseo trabecular, formando uma ponte de osso maduro entre os processos transversos adjacentes. O teste biomecânico demonstrou diferença significativa (p < 0,05), referente à força e resistência, entre os segmentos operados e os adjacentes. Os resultados demonstraram que a matriz óssea homóloga desmineralizada associada à medula óssea autógena fresca determinou um tecido ósseo de união homogêneo em toda sua extensão, cuja vascularização originou-se nos processos transversos decortificados e na interface osso/enxerto a ossificação endocondral gradativamente substitui a matriz. Além da ação osteoindutora sobre as células tronco, a matriz foi responsável pela deposição óssea de forma organizada e restrita ao ambiente, atuando como arcabouço osteocondutor. Os trabalhos apresentados como parte integrante desta tese estão seguindo as normas da Revista Brasileira de Ortopedia, órgão de publicação científica da Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia, que é uma publicação indexada ao Index Medicus Latino Americano (IMLA), Excepta Medica e Biologlent Abstract. IBICT: 0102-3616.The present study evaluated the behavior of demineralized bone matrix (DBM) associated or not to autogenous bone marrow in the dorsolateral lumbar vertebral fusion in forty-eight New Zealand white rabbits. Twenty-four animals (group 1) received the DBM over the previously decorticated L 5 -L 6 transverses processes. Others twenty-four animals (group 2) received the association of DBM to autogenous bone marrow at the same site and nine rabbits, control group, only the decortication of the transverses processes was made. Eight animals from both treated groups and three animals from control group were killed at 5, 7 and 9 weeks after surgery and underwent to radiographic, microscopic, manual palpation. Only the treated groups were submitted to biomechanical evaluations. In the control group, in all evaluations made, it was observed only a minimum periosteal reaction without union. Among those who received only the DBM, at 5 weeks, the union rate on manual palpation was 37,5 %, followed by 50 % at next weeks. The radiographics analysis demonstrated a union rate of 25 % at 5 weeks; 100 % of nonunion, at 7 weeks and 33,3 % of union at 9 weeks. Microscopic evaluation, at 5 weeks, showed predominantly the fragmentation followed by DBM reabsorption that was substituted almost entirely by fibrous connective tissue. In the cases where the union was observed, the endocondral ixossification originated from decorticated transverses processes. Microscopic evidences demonstrated that DBM was osteoconductive but it was osteoconductive only in the interface transverse processes/DBM. The biomechanical test showed a significant difference (p < 0,05) referred to force and resistance between the operated and adjacent segments. The presented results allowed concluding that the DBM acts as a scaffold to bone formation. Although its osteoconductive action, the low union rate made the DBM ineffective in the dorsolateral lumbar vertebral union. In the group who received DBM associated to bone marrow, at 5 weeks, the union rate on manual palpation was 87,5 %, followed by 75 and 100 % at 7 and 9 weeks, respectively. The radiographics analysis demonstrated a fusion rate of 50 % at 5 weeks; 62 %, at 7 weeks and 75 % at 9 weeks. Microscopic evaluation, at 5 weeks, showed incorporation between DBM and the transverses processes, site where the majority of the blood vessels came from toward the graft. It was observed the presence of cartilaginous tissue in the graft center. In the follows weeks the endocondral ossification continues and the DBM was almost entirely substituted by trabecular bone tissue, forming a mature bone bridge between and over the adjacent transverses processes. The biomechanical test showed a significant difference (p < 0,05) referred to force and resistance between the operated and adjacent segments. The results demonstrated the formation of a homogeneous fusion mass in all graft extension. The vascularization came from the decorticated transverses processes and, the interface bone/graft endocondral ossification gradually substituted the matrix. Besides the osteoinductive actions over the stem cells, the matrix is responsible from the organized and restricted bone deposition to local environment, acting as osteoconductive scaffold. The results permitted to conclude that the association of these compounds may be used with success as a promoter agent of posterolateral lumbar spinal fusion.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerai