Background
Piezosurgery is an osteotomy system used in medical and dental surgery. Many studies have proven clinical advantages of piezosurgery in terms of quality of cut, maneuverability, ease of use, and safety. However, few investigations have tested its superiority over the traditional osteotomy systems in terms of dynamics of bone healing. Therefore, the
Conclusions
Based on the results of our study we conclude that in a rat tibial bone defect model the bone healing dynamics after piezosurgery are comparable to those observed with conventional drilling. Contexto: A piezocirurgia é um sistema de osteotomia utilizado em cirurgias médicas e odontológicas. Muitos estudos clínicos têm comprovado as vantagens da piezocirurgia em termos de qualidade de corte, manuseabilidade, facilidade de uso e segurança. Entretanto, poucos investigadores tem testado sua superioridade sobre os sistemas tradicionais de osteotomia em termos de dinâmicas de cicatrização óssea. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar as dinâmicas de reparo ósseo após osteotomias relizadas com cirurgia piezoelétrica e compará-las com a fresagem óssea tradicional. Métodos: Cento e dez ratos foram divididos em dois grupos com 55 animais cada. Os animais foram anestesiados e as tíbias foram cirurgicamente expostas para criar um defeito de 2 milímetros de diâmetro utilizando cirurgia piezoelétrica (Grupo Piezo) e fresas convencionais (Grupo Fresa). Os animais foram sacrificados aos 3, 7, 14, 30 e 60 dias após a cirurgia. Amostras de osso foram coletadas e processadas para análises histomorfométrica, imunoistoquimica e molecular. A análise histomorfométrica foi executada em todos os períodos de avaliação (n = 8). Imunomarcação foi realizada para detecção de VEGF, CAS-3, OPG, RANKL and OC aos 3, 7 e 14 dias (n = 3). Para a análise molecular os animais foram sacrificados aos 3, 7 e 14 dias, RNA total foi coletado e procedeu-se à quantificação da expressão de 21 genes relacionados à via de sinalização BMP, via de sinalização Wnt, vias inflamatórias, osteogênicas e apoptóticas por meio de qRT-PCR (n = 5). Resultados: Histológica e histomorfometricamente a cicatrização óssea foi similar em ambos os grupos à exceção de uma neoformação óssea discretamente maior observada aos 30 dias no grupo piezo (p < 0.05). As análises imunoistoquímica e por qRT-PCR não detectaram diferenças significantes entre todas as proteínas e genes testados. Conclusão: Baseado nos resultados de nosso estudo nós concluímos que em um modelo de tíbia de rato a dinâmica de cicatrização óssea após piezocirurgia é comparável àquela observada com fresas convencionais.
Methods
One hundred and ten rats were divided into two groups with 55 animals each. The animals were anesthetized and the tibiae were surgically exposed to create defects 2 mm in diameter by using piezosurgery (Piezo group) and conventional drilling (Drill group). Animals were sacrificed at 3, 7, 14, 30 and 60 days post-surgery. Bone samples were collected and processed for histological, histomorphometrical, immunohistochemical, and molecular analysis. The histological analysis was performed at all time points (n = 8) whereas the histomorphometrical analysis was performed at 7, 14, 30 and 60 days post-surgery (n = 8). The immunolabeling was performed to detect Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), Caspase-3 (CAS-3), Osteoprotegerin (OPG), Receptor Activator of Nuclear Factor kappa-B Ligand (RANKL), and Osteocalcin (OC) at 3, 7, and 14 days (n = 3). For the molecular analysis, animals were sacrificed at 3, 7 and 14 days, total RNA was collected, and quantification of the expression of 21 genes related to BMP signaling, Wnt signaling, inflammation, osteogenenic and apoptotic pathways was performed by qRT-PCR (n = 5).
Results
Histologically and histomorphometrically, bone healing was similar in both groups with the exception of a slightly higher amount of newly formed bone observed at 30 days after piezosurgery (p < 0.05). Immunohistochemical and qRT-PCR analyses didn't detect significant differences in expression of all the proteins and most of the genes tested. Conclusions: Based on the results of our study we conclude that in a rat tibial bone defect model the bone healing dynamics after piezosurgery are comparable to those observed with conventional drilling. Contexto: A piezocirurgia é um sistema de osteotomia utilizado em cirurgias médicas e odontológicas. Muitos estudos clínicos têm comprovado as vantagens da piezocirurgia em termos de qualidade de corte, manuseabilidade, facilidade de uso e segurança. Entretanto, poucos investigadores tem testado sua superioridade sobre os sistemas tradicionais de osteotomia em termos de dinâmicas de cicatrização óssea. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar as dinâmicas de reparo ósseo após osteotomias relizadas com cirurgia piezoelétrica e compará-las com a fresagem óssea tradicional. Métodos: Cento e dez ratos foram divididos em dois grupos com 55 animais cada. Os animais foram anestesiados e as tíbias foram cirurgicamente expostas para criar um defeito de 2 milímetros de diâmetro utilizando cirurgia piezoelétrica (Grupo Piezo) e fresas convencionais (Grupo Fresa). Os animais foram sacrificados aos 3, 7, 14, 30 e 60 dias após a cirurgia. Amostras de osso foram coletadas e processadas para análises histomorfométrica, imunoistoquimica e molecular. A análise histomorfométrica foi executada em todos os períodos de avaliação (n = 8). Imunomarcação foi realizada para detecção de VEGF, CAS-3, OPG, RANKL and OC aos 3, 7 e 14 dias (n = 3). Para a análise molecular os animais foram sacrificados aos 3, 7 e 14 dias, RNA total foi coletado e procedeu-se à quantificação da expressão de 21 genes relacionados à via de sinalização BMP, via de sinalização Wnt, vias inflamatórias, osteogênicas e apoptóticas por meio de qRT-PCR (n = 5). Resultados: Histológica e histomorfometricamente a cicatrização óssea foi similar em ambos os grupos à exceção de uma neoformação óssea discretamente maior observada aos 30 dias no grupo piezo (p < 0.05). As análises imunoistoquímica e por qRT-PCR não detectaram diferenças significantes entre todas as proteínas e genes testados. Conclusão: Baseado nos resultados de nosso estudo nós concluímos que em um modelo de tíbia de rato a dinâmica de cicatrização óssea após piezocirurgia é comparável àquela observada com fresas convencionais.