Comparaisons de l’efficacité entre l’autogreffe et l’allogreffe sur la réparation des défauts in vivo chez les rats normaux et ostéoporotiques

Abstract

Introduction. Dans le domaine de la chirurgie orthopédique, l’utilisation de matériel ostéogénique dans les défauts plus importants est essentielle. L’autogreffe et l’allogreffe sont deux méthodes connues, et l’autogreffe est considérée comme le meilleur choix. Mais l’autogreffe est associée à des procédures invasives supplémentaires qui peuvent s’avérer difficiles chez les patients fragiles et peuvent provoquer des effets secondaires locaux après le prélèvement de l’os. Pour des raisons de faisabilité, l’utilisation de l’allogreffe est en train d’augmenter et de comparer les efficacités, et les différences entre l’autogreffe et l’allogreffe sont essentielles pour le résultat clinique pour les patients. Méthode. 24 rats bruns norvégiens femelles ont été inclus, 12 rats normaux et 12 induits par l’ostéoporose (OP). L’induction de l’OP a été vérifiée in vivo par la fraction du volume osseux (BV/TV) 90 jours après l’ovariectomie (OVX). La chirurgie primaire chez chaque rat consistait en un trou de mm dans le tibia proximal, bilatéralement. L’autogreffe et l’allogreffe ont été réparties au hasard dans le tibia droit et gauche. Après une observation de 21 jours, les rats ont été sacrifiés. Les échantillons de tibia ont été prélevés, scannés par micro-CT pour l’induction osseuse et les propriétés microarchitecturales, puis inclus pour l’histologie. Résultats. L’induction osseuse a été vérifiée trois mois après l’OVX par une réduction de 68,5 % du BV/TV de l’os trabéculaire par rapport à l’os normal. L’analyse microarchitecturale et l’histologie n’ont montré aucune différence significative dans les capacités de formation osseuse entre l’autogreffe et l’allogreffe dans l’os normal ou ostéoporotique après 3 semaines. Conclusion. Cette étude n’a pas démontré de différence entre l’autogreffe et l’allogreffe dans un modèle de défaut tibial de rat normal ou ostéoporotique après 21 jours, ce qui suggère que l’allogreffe est une bonne alternative à l’autogreffe.

1. Introduction

Les pertes et défauts osseux peuvent être causés par des traumatismes, des infections ou suite à des arthroplasties. Ils sont catégorisés comme l’un des plus grands défis cliniques en chirurgie orthopédique . La chirurgie d’implantation est le terme général et comprend une grande partie des interventions chirurgicales comme la réparation des défauts osseux en chirurgie orthopédique, neurochirurgie, spécialités orales et maxillo-faciales. On estime que ces interventions chirurgicales sont pratiquées plus de 2 millions de fois par an et qu’elles ont donc un impact important sur les patients et les résultats économiques.

L’autogreffe osseuse est considérée comme un matériau « vivant » présentant des propriétés ostéogéniques, ostéoinductives et ostéoconductives et devrait fournir le meilleur traitement, alors que l’allogreffe consiste en un os « mort » inactif ayant principalement des propriétés ostéoconductives . Cependant, le prélèvement d’une autogreffe osseuse est une procédure invasive supplémentaire, et la quantité disponible est souvent insuffisante. L’autogreffe prélevée sur la crête iliaque est appelée greffe osseuse autogène de la crête iliaque (AICBG) . Cette procédure peut être associée à des morbidités, telles que la perte de sang, la douleur au site donneur, le risque d’infections et les lésions nerveuses. Le taux d’échec des autogreffes osseuses s’élève à 50 %, en raison des différents types de prélèvement, de manipulation et de méthode d’implantation utilisés, ainsi que des différences entre les conditions du patient et la vitalité de l’os. En raison de ces complications et des coûts élevés, l’os allogène est souvent utilisé comme matériau de greffe alternatif. L’os allogène est prélevé sans effet secondaire sur d’autres patients. Mais ce matériau de greffe a principalement un effet ostéoconducteur et présente des risques potentiels de transmission de maladies, d’infections bactériennes, de réaction auto-immune de l’hôte et de non-unions du greffon hôte. Ces effets secondaires sont plus graves mais sont cependant extrêmement rares . En théorie, le traitement le plus doux est l’allogreffe. Avec l’augmentation du nombre de patients âgés et fragiles, il est essentiel d’acquérir des connaissances en les comparant dans un modèle de défaut pertinent, tant dans les structures osseuses régulières que fragiles. Une alternative pour diminuer la nécessité de prélever un greffon osseux vivant est le substitut. L’approche est très variée, allant de l’utilisation de cellules souches provenant de différents tissus à des combinaisons avec des facteurs de croissance dans des modèles animaux et cliniques. Pourtant, aucun substitut n’a montré un effet stable pour remplacer toutes les procédures utilisant l’autogreffe et l’allogreffe dans la clinique.

L’ostéoporose est une maladie croissante liée à l’âge et est un problème de santé publique majeur lié à l’augmentation de l’âge de la population et par la présente une prévalence croissante et le coût du traitement dans le monde de 20-30% en 2030 . L’ostéoporose est une maladie osseuse caractérisée par une réduction prononcée de la densité minérale osseuse. Elle est causée par les ostéoclastes (OC) qui résorbent plus d’os que les ostéoblastes (OB) ne peuvent en produire, perturbant ainsi la stabilité de l’unité de remodelage osseux (BMU), ce qui entraîne un déséquilibre entre la résorption et la formation osseuse et finalement une perte osseuse. Cela indique l’importance d’utiliser des modèles vérifiés et de tester à la fois les structures osseuses normales et fragiles pour la meilleure corrélation clinique afin d’améliorer la corrélation avec la situation pertinente.

Jusqu’à présent, il existe des connaissances limitées sur les différences entre l’autogreffe et l’allogreffe dans la réparation des défauts osseux.

Cette étude vise à examiner les effets de l’autogreffe et de l’allogreffe sur la réparation des défauts tibiaux in vivo chez les rats normaux et ostéoporotiques. En particulier, les changements microarchitecturaux longitudinaux in vivo postopératoires, à 7 jours, 14 jours et 21 jours. L’évaluation a été réalisée à l’aide de scans micro-CT à tous les points de temps et d’une évaluation histomorphométrique après euthanasie à 21 jours. L’objectif principal était d’évaluer la formation osseuse entre l’autogreffe et l’allogreffe. L’objectif secondaire était de vérifier l’induction de l’ostéoporose 90 jours après l’ablation des ovaires. On a émis l’hypothèse qu’il n’y avait pas de différences dans les réparations de défauts entre l’autogreffe et l’allogreffe chez les rats normaux et les rats ostéoporotiques, ce qui peut aider à réduire l’utilisation de l’autogreffe cliniquement dans les modèles de défauts dans les structures osseuses normales et fragiles et diminuer le besoin de procédures de prélèvement invasives supplémentaires.

2. Matériaux et méthodes

2.1. Modèle animal

Vingt-quatre rats femelles de race brune norvégienne (BN/SsNOlaHsd) ont été inclus dans l’étude. Les rats normaux et ostéoporotiques étaient âgés de 4 mois et pesaient en moyenne g. Ils ont été logés et acclimatés 2 mois avant la chirurgie au laboratoire biomédical de l’Université du Danemark du Sud. L’environnement contrôlé avait une température de 21-28°C, une humidité de 40-60%, et des lumières allumées entre 6h et 18h, avec un accès à de l’eau stérile et un régime alimentaire normal ou carencé en Ca ad libitum, respectivement. Les cages avaient un sol et une litière en sciure de bois. Les animaux étaient observés chaque jour pour des changements de comportement ou des signes d’inconfort par les techniciens animaliers ou le chercheur.

2.2. Approbation des animaux

Toutes les procédures expérimentales ont été réalisées conformément aux directives danoises sur la recherche animale. Ce protocole expérimental a été approuvé par le Danish Animal Experiments and Inspectorates (n° 2011/561-1959). Cet article suit les directives de la recherche sur les animaux : Reporting of In Vivo Experiments (ARRIVE) guidelines.

2.3. Matériaux de greffe osseuse

2.3.1. Autogreffe

La matière osseuse de l’autogreffe a été prélevée sur des tibias bilatéraux de rat pendant le processus de forage de la chirurgie des défauts du tibia. L’os a été traité de manière stérile, et les copeaux étaient d’environ 0,5-1 mm. Lors du comblement du défaut du tibia, l’os normal avait un volume suffisant grâce à la procédure de forage pour combler le vide. Cependant, chez les rats ostéoporotiques, le défaut a dû être comblé par du matériel osseux provenant des vertèbres caudales. Pour les rats ostéoporotiques, du matériel osseux supplémentaire a été prélevé sur les vertèbres caudales. Par une petite incision située à 2 mm de l’attachement de la queue au corps, les tissus mous ont été enlevés à l’aide d’un équipement chirurgical et sectionnés en copeaux. Le besoin d’os supplémentaire était dû à la perte prononcée de la densité minérale osseuse après l’induction de l’ostéoporose. Cette méthode est bien connue pour la récolte d’os autologue utilisation dans le modèle de rat .

2.3.2. Allogreffe

Elle a été produite à partir d’un rat femelle norvégien brun sain. Il a été euthanasié au pentobarbital conformément aux directives, et les condyles du fémur, le tibia et l’humérus ont été récoltés dans des conditions stériles. Les tissus mous supplémentaires ont été soigneusement retirés. L’os a été préparé par une fraise à os (Ossano Scandinavia ApS, Stockholm, Suède). La structure osseuse trabéculaire a été divisée en copeaux d’un diamètre de 0,5-1 mm et stockée à 80°C. Avant utilisation, l’os congelé a été décongelé pendant 30 minutes et ajouté par des normes chirurgicales au défaut. Toutes ces procédures ont été réalisées dans des conditions aseptiques dans la salle de chirurgie des petits animaux du laboratoire biomédical de l’Université du Danemark du Sud.

2.4. Conception de l’étude

Une conception d’étude longitudinale par paires a été utilisée, avec un groupe témoin et un groupe d’intervention dans chaque os tibial. Un total de 24 rats femelles consanguines norvégiennes (BN/SsNOlaHsd) ont été divisées en deux groupes de 12 chacune dans les os normaux et ostéoporotiques. L’autogreffe et l’allogreffe ont été attribuées en aveugle et de manière aléatoire dans le défaut tibial droit et gauche et en outre en aveugle dans la phase d’évaluation (Figure 1). 13 semaines avant la chirurgie tibiale, 12 rats ont subi une ovariectomie (OVX) pour l’induction de l’ostéoporose. L’allogreffe a été décongelée 30 minutes avant d’être utilisée, et l’autogreffe a été préparée et prélevée sous anesthésie pour la chirurgie primaire du défaut du tibia proximal. Au jour 0, au jour 7, au jour 14 et au jour 21 postopératoires, des scans micro-CT ont été réalisés pour une évaluation continue. Au moment du sacrifice, des échantillons bilatéraux du défaut du tibia proximal ont été prélevés pour l’histologie et l’histomorphométrie.

Figure 1

Illustration du plan de l’étude. 24 rats ont été inclus et divisés en groupes normaux ou ostéoporotiques. 12 rats chacun. Chaque rat avait un groupe d’autogreffe et d’allogreffe dans le tibia gauche et droit pour un total de 24 échantillons de l’os normal et 24 échantillons pour l’os ostéoporotique. T1 (semaine 0) : jour de la chirurgie ; T2 (semaines 0, 1, 2, 3) : scans micro-CT ; T3 : coupe histologique.

2.5. Procédures chirurgicales

2.5.1. Ovariectomie (OVX)

Le dos du rat a été rasé et désinfecté avec de l’iode et de l’éthanol (70%). Une incision nette d’environ 1 cm a été pratiquée sur la partie caudale du dos et disséquée sans ménagement jusqu’au fascia. En pénétrant dans la cavité, l’ovaire a été récolté à l’aide d’une pince à épiler, et une ligature a été faite à côté de l’ovaire avec une suture ethilon 5.0 et retirée. La plaie a été fermée en deux couches. Toutes les opérations ont été réalisées au même moment de la journée et au même endroit. Après l’opération, les rats ont été analgésiés avec de la buprénorphine (Temgesic, RB Pharmaceuticals Limited, Berkshire, UK), 0,2 ml/100 g de poids corporel s.c. à intervalles de 8 heures pendant les 3 jours suivants. Après l’ovariectomie, les rats ont reçu un régime spécial à faible teneur en calcium et de l’eau ad libitum. L’induction de la structure osseuse ostéoporotique a été vérifiée après 12 semaines, et la chirurgie de défaut tibial primaire a pu être initiée.

2.5.2. Défaut tibial proximal

Le protocole anesthésique pendant la chirurgie a suivi la méthodologie de la chirurgie OVX.

Des défauts tibiaux proximaux bilatéraux ont été réalisés chez tous les rats en utilisant la procédure chirurgicale standard. Les deux membres ont été isolés, rasés et désinfectés avec du vet iodé (Kruuse Vet, Danemark) et de l’éthanol à 70%. Une incision nette et une exploration émoussée ont présenté la face médiale du tibia proximal, où un défaut cylindrique de 2,8 mm et une profondeur de 3 mm jusqu’à la coque corticale opposée ont été créés sur la base des résultats d’une étude pilote. L’intervention chirurgicale pour le groupe des allogreffes a été réalisée en premier, en raison de la collecte d’autogreffes sur les deux jambes. Au total, 48 défauts cylindriques ont été créés et remplis avec une autogreffe ou une allogreffe prévue par randomisation. La plaie a été fermée en deux couches avec une suture 4.0. Après l’opération, les rats ont été analgésiés avec de la buprénorphine (Temgesic, RB Pharmaceuticals Limited, Berkshire, UK), 0,2 ml/100 g de poids corporel s.c. à intervalles de 8 heures pendant 4 jours.

2.6. Scannage par microtomographie et analyse microarchitecturale

Les régions bilatérales du tibia proximal ont été scannées in vivo avec un système microtomographique haute résolution (vivaCT 40, Scanco Medical AG, Brüttisellen, Suisse).

La numérisation micro-CT in vivo pour l’évaluation du développement de la croissance osseuse chez les rats normaux et ostéoporotiques a été réalisée aux 4 points de temps suivants : le jour précédant la chirurgie (jour 0), puis à 7, 12 et 21 jours après la chirurgie.

En outre, pour vérifier le modèle d’induction de l’ostéoporose, une évaluation longitudinale a été réalisée à 3 points de temps : (1) avant la chirurgie OVX pour établir une ligne de base de la densité minérale osseuse (jour 90), (2) avant la chirurgie du tibia (jour 7), et (3) après la chirurgie du tibia (jour 0).

Pendant la scintigraphie in vivo, les rats ont été anesthésiés par isoflurane dans un système à boîte fermée, 1 L/min d’oxygène et 4 ml/min d’isoflurane (IsoFlo vet, Abbott Laboratories Ltd, Berkshire, Angleterre) pendant 6 minutes, avec une régulation en fonction des réflexes du rat. Après une sédation complète, les rats ont été placés dans un lit d’animalerie recouvert d’un masque avec une alimentation courante en oxygène et en isoflurane selon le protocole. La zone d’intérêt a été fixée pour des scans précis. Les images ont été scannées à haute résolution, ce qui a permis d’obtenir une reconstruction 3D avec des tailles de voxels de μm3 ( pixels) pour 500 coupes pour une évaluation représentative de chaque zone défectueuse. Le temps de numérisation pour chaque spécimen était de 30 minutes.

Les paramètres spécifiés par cette numérisation comprenaient les propriétés microarchitecturales de l’os trabéculaire pour la confirmation de l’induction de l’ostéoporose et l’effet d’amélioration de l’os des greffons . Cela comprenait le volume osseux/volume tissulaire (BV/TV), l’indice de modèle de structure, la densité de connectivité (CD), l’épaisseur trabéculaire (TbTh), la séparation trabéculaire (Tb.Sp), le degré d’anisotropie (DA), la densité de surface osseuse, le rapport surface osseuse/volume (BS/TV), la densité apparente et la densité du matériau.

2.7. Histologie et histomorphométrie

21 jours après la chirurgie, les rats ont été scannés et sacrifiés avec une surdose de pentobarbital selon le protocole de la licence animale. Les tibias proximaux bilatéraux, y compris le matériel de greffe et l’os, ont été fixés dans du formaldéhyde (4%) et changés pour une solution saline tamponnée au phosphate (PBS). Après déshydratation et décalcification, les échantillons ont été fixés et inclus en paraffine. Les échantillons ont été sectionnés en 3 tranches consécutives avec une épaisseur de 3-4 μm et une séparation de 500 μm. Les 3 sections ont été colorées à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E).

La région d’intérêt (ROI) pour l’histomorphométrie a été caractérisée comme la zone de défaut tibiale originale comparée entre l’autogreffe et l’allogreffe (figure 2). Dans la ROI prédéfinie, les fractions de volume ont été calculées par le principe de Cavalieri en utilisant un logiciel stéréologique vérifié (newCast Visiopharm, Danemark) pour le comptage des points, avec 300-600 occurrences par section avec le microscope Olympus BX 51 (Ballerup, Danemark) .

Le tissu dans les ROI des sections colorées à l’HE a été classé comme os, tissu fibreux, divers, muscle ou moelle. Le volume osseux a été calculé comme la quantité d’occurrences osseuses divisée par le total des occurrences et indiqué en pourcentage.

2.8. Analyse statistique

Un -test bilatéral à deux échantillons et une ANOVA à sens unique ont été utilisés pour comparer les éventuelles différences entre les groupes avec GraphPad Prism v. 7 (GraphPad Software, Inc.). Une valeur inférieure à 5% a été considérée comme significative.

La taille de l’échantillon comprenait au moins 10 défauts pour chaque greffe. Nous avons choisi d’inclure 12 rats dans chaque groupe en raison du risque d’abandons. L’erreur de calcul du premier type a été fixée à 1,96/95% et l’erreur du second type à 0,84 en raison de la puissance choisie de 80%. La différence minimale pertinente et l’écart-type ont tous deux été fixés à 70% .

3. Résultats

3.1. Observation des animaux

Au total, quatre des 24 rats sont morts pendant les 3 semaines postopératoires, composés de 2 de chaque groupe. Trois d’entre eux sont morts en réponse à l’anesthésie pendant le scanner micro-CT in vivo, et un est mort à cause d’une infection. Les autres rats ont été inclus dans l’étude. Pendant la période d’observation de l’expérience, les animaux ont été observés quotidiennement par un technicien animalier ou par le chercheur pour détecter tout signe d’inconfort ou de violation du permis d’utilisation des animaux. Aucun changement de poids significatif n’a été observé dans l’un ou l’autre des groupes après la chirurgie de défectuosité du tibia. Les rats exposés à l’OVX ont pris du poids au cours des 12 premières semaines, passant de g à g ().

3.2. Propriétés microarchitecturales tridimensionnelles

3.2.1. Induction de l’ostéoporose chez les rats

Après 12 semaines, les rats traités par OVX présentaient une diminution de la fraction volumique osseuse, de la densité de connectivité, de la densité de surface osseuse et de la densité apparente () par rapport à l’os normal. L’indice du modèle de structure a augmenté de la plaque typique, -1,4, à la tige typique, 3,3. La séparation trabéculaire, le degré d’anisotropie, la densité du matériau et le rapport surface/volume de l’os ont augmenté (). L’épaisseur trabéculaire n’a pas connu de changement significatif () (tableau 1).

3.2.2. Modifications microarchitecturales avec les traitements par autogreffe et allogreffe

(1) Modifications de la microarchitecture dans l’os normal. Le BV/TV était diminué dans les défauts de l’allogreffe par rapport à l’autogreffe aux jours 0, 7 et 14 (). Cependant, au jour 21, il n’y avait pas de différence statistique entre les deux groupes (Figure 3). Des reconstructions 3D représentatives des images micro-CT ont été affichées dans la figure 4.

(a)

(b)

(a)
(b)

Figure 4

Reconstitutions 3D représentatives des images microLes images CT à la fin (jour 21) pour les groupes autogreffe et allogreffe et chez les rats normaux (a) et ostéoporotiques (b) sont illustrées à partir du même tissu que la figure 2. Le cercle rouge indique l’endroit où les trous du défaut original ont été créés. À droite de chaque image se trouve la masse osseuse nouvellement générée à l’intérieur du trou. Toutes les images sont affichées sous forme de masse entière et de couche mince de 10 tranches (105 micromètres).

La même tendance s’applique au tissu de connectivité avec une valeur diminuée aux jours 0, 7 et 14 () mais aucune différence au jour 21. L’épaisseur trabéculaire a augmenté à tous les points de temps dans les groupes d’allogreffes () et aucune différence dans le degré d’anisotropie (Figure 3).

(2) Changements dans la microarchitecture de l’os ostéoporotique. Le BV/TV de l’os ostéoporotique a montré une diminution de l’os dans le groupe allogreffe aux jours 0, 7 et 14 () et aucune différence après 21 jours (Figures 4 et 5).

Figure 5

Propriétés de la microarchitecture du défaut traité par autogreffe vs allogreffe dans l’os ostéoporotique. BV/TV : volume osseux/volume tissulaire ; CD : densité de connectivité ; TbTh : épaisseur trabéculaire ; DA : anisotropie. est considéré comme significatif.

L’épaisseur trabéculaire était significativement plus élevée dans le groupe autogreffe aux jours 0, 14 et 21 () mais aucune différence au jour 7. La densité de connectivité et le degré d’anisotropie ne présentaient aucune différence significative à aucun moment (figure 5).

3.3. Histologie et histomorphométrie

3.3.1. Histologie

Une nouvelle formation osseuse a été observée dans la zone du défaut dans tous les échantillons. Il n’a pas été possible de distinguer la différence entre les restes de greffe et l’os nouveau, alors que le volume osseux total dans la zone du défaut a été calculé comme l’os dans la ROI (figure 1, T3).

3.3.2. Histomorphométrie

Le volume osseux n’a montré aucune différence significative entre les groupes autogreffe et allogreffe au sein de l’os normal et ostéoporotique. En comparant l’autogreffe et l’allogreffe de l’os normal avec l’autogreffe et l’allogreffe dans l’os ostéoporotique, il y avait une quantité d’os significativement diminuée à 21 jours d’évaluation ().

La formation moyenne de nouvel os incluant le matériel de greffe dans le défaut dans l’os normal était de 53% pour l’autogreffe, tandis que 51% pour l’allogreffe. Dans l’os ostéoporotique, l’allogreffe avait le volume osseux le plus élevé avec une moyenne de 35 %, alors que l’autogreffe en avait 33 % (figure 6). Il n’y avait pas de différence significative entre les autres paramètres mesurés à l’intérieur du défaut ().

Figure 6

Évaluation histomorphométrique de la formation osseuse dans les os normaux et ostéoporotiques :

4. Discussion

Cette étude a comparé les effets de l’autogreffe et de l’allogreffe dans un modèle de rat de défaut tibial pour la meilleure réparation de défaut dans les os normaux et ostéoporotiques. L’hypothèse était qu’il n’y aurait pas de différence dans la formation osseuse en utilisant l’autogreffe ou l’allogreffe, qu’elle soit utilisée dans un os normal ou ostéoporotique. Les résultats de la micro-CT ou de l’histomorphométrie n’ont montré aucune différence significative dans l’utilisation de l’autogreffe et de l’allogreffe dans un défaut osseux tibial après une observation de 21 jours, que ce soit dans des structures osseuses normales ou ostéoporotiques. Cependant, les scanners micro-CT ont montré une diminution de la quantité d’os nouveau dans le groupe allogreffe à 0, 7 et 14 jours.

Lorsque les études comparent leurs inventions, il y a un certain désaccord sur la question de savoir si l’autogreffe ou l’allogreffe doit servir d’étalon-or. La différence est principalement entre les opinions académiques et cliniques et quel type de défaut est utilisé dans l’étude . En faisant une comparaison au sein du même modèle, une information précieuse peut être obtenue à des fins académiques et pour l’application clinique, en particulier, en raison de l’accent croissant sur les matériaux de substitution pour surmonter les défis de l’utilisation de matériaux de greffe et leurs limites .

Lors de l’évaluation des résultats de cette étude, il convient de noter que dans les os normaux et ostéoporotiques, le BV/TV sur le scanner micro-CT est significativement plus faible dans le groupe allogreffe au jour 0, ce qui pourrait être dû au processus de remplissage du défaut. L’allogreffe a été obtenue à partir d’un os normal et l’autogreffe à partir du même animal avec un os normal ou ostéoporotique. L’épaisseur trabéculaire est plus faible dans le groupe autogreffe dans l’os normal mais plus élevée dans l’os ostéoporotique. En théorie, les résultats auraient dû être opposés à ceux de la diminution de la densité dans l’os ostéoporotique. Toutefois, cela pourrait être dû à l’effet de la fraise à os ainsi qu’à la taille et à la mobilité des copeaux. L’aspect intéressant est que le développement du jour 0 au jour 21 est plus rapide dans le groupe allogreffe avec une augmentation de 65,8% contre seulement 16,4% dans le groupe autogreffe. Au jour 21, il n’y a pas de différence entre l’autogreffe et l’allogreffe quantifiée par l’histomorphométrie ou l’analyse microarchitecturale.

L’histomorphométrie a révélé au jour 21 une diminution de la formation osseuse générale lorsqu’on essaie d’utiliser des matériaux de greffe dans un os ostéoporotique (Figure 6). Encore une fois, il faut noter que l’allogreffe provient d’un donneur sain, et pourtant elle assure une régénération significativement plus faible que dans un os normal. Cela souligne parfaitement la nécessité de tester les matériaux de greffe ou les dispositifs médicaux dans l’os ostéoporotique pour pouvoir évaluer leur pleine efficacité. Cependant, ce test de matériau de greffe dans les tissus osseux normaux et ostéoporotiques semble manquer de potentiel régénérateur.

L’induction de l’ostéoporose dans un modèle de rat a été vérifiée précédemment, avec une illustration de l’importance de l’observation jusqu’à l’induction. Kinney et al. ont étudié les modifications de l’os trabéculaire dues à l’OVX et ont constaté que la procédure d’OVX entraîne une diminution immédiate et continue de l’os trabéculaire, et qu’après 50 jours, les rats OVX avaient perdu 50 % de leur volume osseux sans effet de rebond. Campbell et al. ont établi une chronologie longitudinale détaillée de la perte osseuse chez le modèle de rat OVX en douze semaines. Les résultats de cette étude indiquent que des changements microarchitecturaux se produisent au cours des 12 premières semaines après l’OVX chez le modèle de rat. Ainsi, avec l’observation de 21 jours, il n’y a pas d’attente d’un effet rebond.

Les connaissances actuelles sur l’utilisation de l’allogreffe et de l’autogreffe sont que les études vérifient des résultats différents selon l’emplacement. Dans les cranioplasties, l’allogreffe s’est avérée supérieure ; dans le ligament crucial antérieur (LCA), l’autogreffe a montré un meilleur effet sur la formation osseuse, tandis que dans le ligament crucial postérieur (LCP), les résultats sont égaux entre les deux greffes. Par conséquent, lors de la comparaison des résultats pour une mise en œuvre clinique, il est essentiel d’utiliser le bon greffon pour obtenir des comparaisons correctes. Des résultats optimaux seront obtenus en utilisant les deux greffons pour les contrôles positifs et négatifs. Cela rendra l’impact clinique plus élevé et fournira des résultats globaux convaincants.

Lorsqu’on fait face à une mise en œuvre clinique, il est en outre nécessaire de se concentrer sur un résultat économique et lié au patient. Le coût de l’utilisation de l’autogreffe est signalé comme étant plus faible, par exemple, dans les chirurgies du LCA, mais l’effet secondaire possible dans le prélèvement de l’autogreffe est associé à des effets secondaires assez graves. Cela pose le dilemme du choix de la méthodologie lors du prélèvement d’une autogreffe, mais cela rend encore plus nécessaire la recherche d’un autre substitut pour remplacer les deux matériaux de greffe. L’ingénierie tissulaire actuelle et les biomatériaux avec des cellules souches pourraient fournir un nouvel espoir pour la régénération osseuse.

Les points forts de cette étude sont le modèle de défaut de tibia standardisé chez les rats et l’induction bien vérifiée de l’ostéoporose. Pourtant, rien dans cet article ne repose sur des résultats antérieurs, et l’induction de l’ostéoporose est vérifiée par le même scanner qui évalue les résultats dans les groupes d’intervention. Cela signifie que la fiabilité des résultats de cette étude augmente. En outre, les résultats et les mêmes méthodes sont testés dans différents types de la structure osseuse permettant la meilleure comparaison du matériel de greffe, d’autant plus que l’allogreffe dans l’os normal et ostéoporotique provient du même donneur.

Les limites sont l’absence d’un défaut vide qui pourrait démontrer l’efficacité de base du potentiel de régénération osseuse sans aucune greffe osseuse dans l’os normal et ostéoporotique. Cependant, l’objectif de cette étude est de comparer les efficacités potentielles entre les matériaux de greffe et non en fonction d’une ligne de base spécifique pour le modèle de conception. Une autre limite est la différence significative au jour 0 entre les groupes. Mais lorsque l’évaluation est limitée à 21 jours et l’allogreffe parvient à fournir les mêmes résultats dans une si courte durée, et donc, les résultats sont validés dans ce modèle.

5. Conclusion

Cette étude conclut que l’autogreffe et l’allogreffe ont des capacités de formation osseuse similaires avec une observation de 21 jours dans un défaut tibial de rat dans un modèle de rat, suggérant que l’allogreffe pourrait être une bonne alternative à l’allogreffe. En outre, la chirurgie OVX pour l’induction durable de l’ostéoporose dans le modèle de rat est une méthode réalisable.

Data Availability

Les données de cette étude ont été analysées par histomorphométrie et toutes les données sont stockées au Laboratoire de recherche orthopédique, Département d’orthopédie & Traumatologie, Hôpital universitaire d’Odense, Institut de recherche clinique, Université du Danemark méridional dans des fichiers de données de VisioPharm, Danemark vérifiant chaque compte et statistiques faites pour les analyses incorporées dans cette étude. Les scans micro-CT sont des fichiers volumineux stockés sur des bandes TB. Toutes les données utilisées pour étayer les résultats de cette étude sont disponibles sur demande auprès de l’auteur correspondant.

Conflits d’intérêts

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Nous tenons à remercier le personnel du laboratoire biomédical de l’Université du Danemark Sud, en particulier Anne Mette Durand, pour le partage de l’expertise. Nous remercions également Gitte Højlund Reinberg pour son soutien tout au long de l’étude. Cette étude est aimablement soutenue par le Conseil danois de la recherche en santé (SSVF22-04-0705, MD).