Les ennuis démarrent après la greffe…

Les augmentations osseuses sont des procédures fréquemment réalisées avant la pose d’implants dans des zones résorbées ou à volume réduit après la perte des dents.

Le but de cet article est de comprendre pourquoi une greffe réussie est parfois suivie par une fonte osseuse. Ces complications, suivies de péri-implantites, ont suscité de nombreuses théories, comme la résorption du biomatériau, l’inadéquation du protocole utilisé ou encore l’influence d’une maladie parodontale concomitante.

En fait, les mécanismes sont simples, et il suffit de revenir aux fondamentaux de la physiologie et de l’anatomie osseuse pour expliquer les raisons de ces échecs à plus ou moins long terme.

Anatomie

Les os de la face sont des os plats, issus de la différenciation membranaire. Ils sont composés d’os trabéculaire, entouré d’os cortical.

Fig. 1 : organisation du tissu osseux cortical : les ostéons et les vaisseaux dans les canaux de Volkmann

La vascularisation provient du périoste, au travers des canaux de Volkmann qui participent à l’organisation du réseau vasculaire entre les ostéons. Les vaisseaux traversent l’intégralité de la corticale et se connectent au réseau vasculaire du tissu spongieux.

L’os spongieux est composé de trabécules (d’une taille d’environ 50 microns). Ils sont constitués d’os lamellaire : très résistant (autant que l’os cortical) et composé de travées de collagène, qui s’orientent en fonction des forces appliquées à l’os. Entre les trabécules, se trouve la moelle osseuse et les vaisseaux.

L’os cortical est constitué d’une superposition d’ostéons : une structure rigide, avec au centre, les vaisseaux. Les ostéocytes sont enfermés dans leur cavité et communiquent entre eux via leurs canalicules.

Dans ces canalicules, circule un fluide qui permet la transmission des contraintes mécaniques exercées sur l’os.

Fig. 2 : ostéon et canal de Havers en microscope électronique Fig. 3 : canaux de Volkman : émergence des vaisseaux venant du périoste vers le tissu spongieux

Physiologie

La physiologie osseuse est bien connue : l’os se renouvelle en permanence.

Remodelage osseux

C’est essentiellement un phénomène cellulaire, influencé par l’activité physique. Le tissu osseux a besoin d’un minimum d’activité pour se maintenir(1). Pendant l’exercice physique, les pressions exercées sur le tissu osseux vont être transmises aux ostéocytes par les fluides contenus dans les canalicules osseux et dans la moelle osseuse.

L’os a donc besoin, pour se renouveler, d’être soumis à un minimum d’activité physique. S’il n’est pas soumis à un certain rythme de contraintes ou des contraintes excessives : la balance apposition-résorption va être déficitaire avec comme conséquence une fonte osseuse.

Par contre, le remodelage de l’os greffé est lui moins bien connu.

Fig. 4 : ostéocytes reliés entre eux par de fins canalicules contenant le fluide interstitiel

Résistance de l’os

L’os cortical, bien qu’aussi résistant que l’os trabéculaire, possède peu d’espace pour absorber la pression. Il sera donc très sensible aux phénomènes de contrainte excessive.

La vascularisation

C’est est un élément capital pour la formation, mais aussi pour la survie d’un tissu osseux. Lors d‘une réhabilitation, c’est le nombre de néo-vaisseaux qui conditionne le volume d’os formé.

Mais toute pression excessive sur ce tissu en formation, ou déjà formé, va aboutir à une ischémie et un stress oxydatif suivis par une résorption plus ou moins rapide.

Quelle est la nature de l’os greffé ?

Une étude histologique minutieuse permet de mieux comprendre la nature du tissu osseux formé.

L’os greffé néoformé est de type trabéculaire, mais sa structure et son organisation sont totalement différentes : les trabécules sont en général plus larges que la normale et sont accolées aux granules de biomatériau : l’os croit au contact des biomatériaux dont il est complètement solidaire, formant un magma compact.

En découle une rigidité majeure : la compliance s’en trouve nettement réduite. La pression de l’implant posé aura des conséquences non négligeables sur la survie de l’os.

Fig. 5 : histologie après greffe avec biomatériau à base d’hydroxyapatite Fig. 6 : histologie après greffe avec biomatériau à base d’hydroxyapatite et B TCP Fig. 7 : histologie après greffe osseuse avec xénogreffe d’origine porcine

Fig. 8 : histologie après greffe avec xénogreffe d’origine équine Fig. 9 : histologie après greffe avec xénogreffe d’origine bovine Fig. 10 : histologie après greffe avec xénogreffe d’origine bovine

Fig. 11 : histologie après greffe avec bloc osseux d’origine bovine Fig. 612 : histologie après greffe avec biomatériau allogénique Fig. 13 : histologie – Greffe avec os autogène

À l’inverse, lorsqu’aucun substitut n’est utilisé, une structure trabéculaire normale est retrouvée. Il en est de même lorsque l’alvéole est comblée avec du PRF seul : l’os nouveau est un os trabéculaire physiologique. L’absence de tout biomatériau, autogène ou exogène est la seule situation permettant la régénération ad-integrum de l’os trabéculaire.

Fig. 14 : histologie – Os trabéculaire normal Fig. 15 : histologie après élévation de sinus (lamelle osseuse positionnée apicalement) Pas de biomatériau : Uniquement le caillot sanguin. L’os trabéculaire formé possède une configuration normale Fig. 16 : histologie – Comblement d’alvéole avec PRF seul : Trabéculation normale et aspect physiologique de l’os néoformé.

Comportement osseux lors de la pose d’un implant

Toutes les études du comportement osseux en réaction à la pression sont réalisées avec des contraintes cycliques (telles que la marche). A l’inverse, la pose de l’implant exerce une pression continue et permanente sur l’os. Cette pression constante va avoir des conséquences néfastes sur le remodelage osseux.

Un implant est normalement posé au sein de l’os trabéculaire, maxillaire ou mandibulaire.

La stabilité primaire est obtenue en utilisant un torque d’une certaine valeur. La moelle osseuse étant incompressible (porosité équivalent à l’huile d’olive), la pression de l’implant sera absorbée par les trabécules qui vont se déformer ou se casser. Ce traumatisme osseux est bénéfique et il va entrainer une réaction de cicatrisation adéquate.

Toutefois, si l’implant est posé dans la corticale ou à son contact (implant trop vestibulé) alors la pression générée va entrainer :

• une ischémie osseuse par fermeture des canaux de Volkmann
• une pression constante sur l’os cortical avec un remodelage contrarié.

Fig. 17 : propriété d’un matériau soumis à déformation : Plus le matériau est rigide, et plus la contrainte est élevée. Au delà d’un certain seuil, le matériau atteint son point de rupture Fig. 18 : implant au contact de la corticale osseuse : pression excessive avec pour conséquence un remodelage osseux contrarié. Obstruction par l’implant des canaux de Volkmann : l’apport sanguin est bloqué.

Pose de l’implant dans une zone greffée

Comme souligné plus tôt, la structure histologique de l’os greffé est de type compact, ce qui lui confère une rigidité très supérieure, avoisinant celle de l’os cortical. La structure vasculaire, même si elle est importante n’a pas de suppléance organisée par le périoste.

La pose d’un l’implant avec un torque habituel, dans cet os rigide, peut s’avérer imprudente car elle va entrainer une pression excessive, donc néfaste. Le torque doit être réduit afin de maintenir les capacités de remodelage de l’os greffé.

Plus l’os greffé est dense au forage et plus il est sensible au torque appliqué. La mise en charge des implants dans cette configuration est totalement déconseillée. Deux attitudes

du praticien lors du forage doivent être commentées :

• un os dense au forage est trop souvent interprété comme un os de bonne qualité. Cela est vrai, mais plus il est dense et moins il supporte la pression. Densité = fragilité !
• Un saignement important est trop souvent interprété comme un signe de bonne vitalité. Ceci traduit simplement un nombre important de vaisseaux sectionnés par le foret. Ces vaisseaux seront condamnés par la pose de l’implant. Plus l’os saigne et plus la pose de l’implant doit être délicate.

Conclusion

Corticale osseuse. Dans un os greffé, rigide, le contact est inévitable. La pose sera donc la moins agressive possible, avec un torque réduit au minimum.

Dans une corticale osseuse ou dans un os greffé, le recours à un sur-forage crestal et/ou à un placement sous-crestal sera privilégié . L’espace créé sera rapidement comblé par un os de-novo d’excellente qualité. Enfin, ne pas oublier la supplémentation en vitamine D des patients déficients, qui

Bibliographie

1. « Modélisation mécano-biologique par éléments finis de l’os trabéculaire » Romain RIEGER – Thèse Ecole doctorale Sciences et Technologies. Orléans 2011
2. « Sinus Membrane Elevation with Heterologous Cortical Lamina: A Randomized Study of a New Surgical Technique for Maxillary Sinus Floor Augmentation without Bone Graft » A. Scarano, P. Santos de Oliveira, T. Traini & F. Lorusso – Materials 2018, 11, 1457
3. « A mechanosensitive transcriptional mechanism that controls angiogenesis » A. Mammoto, KM. Connor, T. Mammoto, CW. yung, D. Huh, CM. Aderman, G. Mostoslavsky, LE. Smith, DE. Ingber – Nature 2009 Feb 26;457(7233):1103-8.