Régénération osseuse dentaire : naturelle, guidée

Les déficits osseux mixtes impliquant une résorption verticale et/ou horizontale sévère exigent une régénération osseuse supracrêstale pas toujours aisée pour le chirurgien-dentiste. En effet, la crête alvéolaire se résorbe graduellement après une avulsion dentaire, induisant une diminution de la surface d’appui et la rétention de la réhabilitation prothétique. Conséquence directe : la pose d’implants dentaires est délicate, tant d’un point de vue fonctionnel qu’esthétique.

Une avulsion dentaire entraîne une perte osseuse et l’activité ostéoblastique, qui génère une néoformation osseuse, ne peut la compenser totalement. En effet, une activité ostéoclastique s’exerce parallèlement sur les versants externes à la fois vestibulaire et lingual de l’alvéole d’extraction, ce qui réduit l’épaisseur et la hauteur de la crête alvéolaire, en particulier au niveau vestibulaire. 

Notons toutefois que l’atrophie osseuse n’est pas systématiquement liée à une perte dentaire. Elle peut avoir des causes diverses, parmi lesquelles nous pouvons citer les lésions parodontales, endodontiques, tumorales (carcinomes épidermoïdes), kystiques (kystes épithéliaux odontogènes), les fentes palatines, les lésions traumatiques, l'ostéonécrose ou encore l’ostéoradionécrose.

Dans le cas d’une réhabilitation prothétique d’un édentement, un remaniement osseux et muqueux sera requis pour garantir des conditions de restauration optimales. Quelques années auparavant, la pose d’implants dentaires était quasi impossible en l’absence de volume osseux suffisant. Mais aujourd’hui, le recours à la solution implantaire dans de telles circonstances est envisageable grâce à l’avènement des techniques d’augmentation osseuse, tant horizontale que verticale, du lit péri-implantaire. À retrouver parmi ces techniques :

• les greffes d’apposition
• les greffes d’interposition
• l’expansion
• la distraction
• les greffes de sinus
• la régénération osseuse guidée (ROG), technique que nous mettons en lumière au travers de cet article

PRF versus biomatériaux de comblement osseux 

On ne peut aborder le thème de la régénération osseuse et des biomatériaux de comblement sans évoquer deux concepts clés : l'ostéoinduction et l’ostéoconduction. En effet, le tissu osseux ne se forme pas au hasard. Le milieu va être déterminant afin de permettre d’une part, un recrutement et une différenciation cellulaires, et d’autre part, de servir de support favorable à la croissance et à la maturation osseuse. Un matériau ou un milieu est qualifié d’ostéoinducteur lorsqu’à son contact, une cellule indifférenciée et pluripotente va se retrouver stimulée de façon à s’orienter vers une lignée ostéoprogénitrice. Il est qualifié d’ostéoconducteur lorsque du tissu osseux est capable de se développer à sa surface.

La régénération tissulaire guidée (RTG) désigne les techniques chirurgicales qui visent la recolonisation cellulaire sélective de la surface radiculaire nettoyée à partir de fibroblastes d’une part, mais aussi de cellules génitrices qui proviennent du ligament parodontal mitoyen à la plaie. La néoformation osseuse et cémentaire se développe ainsi. 

En s’attardant sur la régénération tissulaire guidée, on note qu’elle relève :

• Du maintien d’un espace suffisant pour la régénération osseuse, qui favorise la néo angiogenèse et la formation osseuse ;
• Du maintien d’un caillot sanguin préservé, qui jouera un rôle essentiel dans la régénération osseuse ;
• De l’exclusion cellulaire pour ne laisser place qu’aux cellules ostéogéniques capables de contrer la colonisation par des cellules épithéliales et conjonctives ;
• Des sutures gingivales, elles-mêmes dépendantes de forces postopératoires minutieusement contrôlées.

Les indications pour pratiquer une régénération osseuse guidée (ROG) sont nombreuses et varient : dans des cas simples de défauts ponctuels (déhiscences, fenêstrations), de défauts résiduels intra-osseux péri-implantaires, mais également en présence de défauts plus importants. En effet, la ROG permet la gestion des sites d’implantation post-extractionnels et l’augmentation localisée de la crête osseuse atrophiée. La ROG peut être utilisée à plusieurs stades du plan de traitement implantaire :

• Dans un cadre pré-implantaire, elle est mobilisée pour contourner une alvéolyse post-extractionnelle trop importante. Après parage de l’alvéole, le chirurgien-dentiste réalise un comblement avec le matériau le plus judicieux pour conserver un maximum de volume osseux. La ROG est en outre indiquée lors d’une exérèse de kyste maxillaire. Dans ce contexte, elle limite l’apparition de défauts osseux et génère une minime augmentation de la largeur et de la hauteur de la crête osseuse.
• En per-implantaire, lorsqu’une déhiscence ou une fenestration au niveau de l’implant dentaire posé sont diagnostiquées, le manque osseux peut être corrigé via la ROG.
• Enfin, en contexte post-opératoire, le chirurgien-dentiste peut utiliser la ROG en cas de lésions infra osseuses persistantes, qu’elles découlent ou non d’une péri-implantite. Pour des raisons esthétiques, elle se présente souvent comme une nécessité lorsque le secteur antérieur est concerné. 

Lorsqu’une régénération osseuse est escomptée, un large éventail de choix de matériaux s’offre aux spécialistes dentaires. Ils sont à considérer en fonction des impératifs thérapeutiques et esthétiques de chaque cas clinique.

Lorsque l’acte de chirurgie dentaire concerne une régénération osseuse, le praticien dispose de matériaux de diverses natures. Il peut mobiliser des matériaux synthétiques,  essentiellement à base d’hydroxyapatite  et/ou de Béta TCP ( Phosphate Tricalcique), ou des os soit allogéniques, soit autologues (prélèvement). Dans ce cadre, le corail et la nacre représentent d’ailleurs des matériaux très prometteurs. Ce sont ces substituts osseux intéressants car ils permettent de conserver ou d’augmenter les volumes manquants.

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Cette technique repose sur l’instauration de barrières physiques sous forme de membranes. Celles-ci doivent remplir plusieurs critères tels que la biocompatibilité, l’intégration tissulaire, l’exclusion cellulaire, l’aisance de manipulation, la prévention des complications et le maintien de l’espace cicatriciel.

Les membranes jouent trois rôles :

• Un rôle mécanique, puisqu’elles permettent de stabiliser la greffe osseuse et le caillot sanguin en place ;
• Un rôle de barrière physique, car elles empêchent la prolifération cellulaire ainsi que la colonisation du défaut osseux par les tissus mous conjonctifs et épithéliaux de la muqueuse de recouvrement, favorisant la migration des cellules à pouvoir ostéogénique ;
• Et pour finir, un rôle préventif dans la mesure où elles s’opposent à la résorption de la crête osseuse.

Pour aller plus loin, précisons qu’elles sont distinctement classées : d’un côté, les membranes résorbables, de l'autre, les non-résorbables.

Elles-mêmes se distinguent en deux types selon leur principe de conception :

• Les membranes collagéniques sont fabriquées à partir de collagène bovin, équin ou porcin, avec des fibres réticulées ou non.
• Les membranes synthétiques sont quant à elles élaborées à base de copolymère, d’acide polylactique et polyglycolique.

Les membranes résorbables présentent de nombreux avantages. Citons leur simplicité d’utilisation et l’absence de chirurgie secondaire de retrait comme aspects positifs. Par ailleurs, les utiliser revient à contourner le risque de complications post-opératoires. Malgré tout, les membranes résorbables présentent quelques limites, notamment la non-maîtrise du temps de dégradation de la membrane, et par extension sa fonction de barrière, ou encore la nécessité de mobiliser un biomatériau en guise de support.

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Elles sont les premières membranes utilisées en technique de ROG. Celles-ci sont fabriquées en polytétrafluoroéthylène expansé ou ePTFE et présentent, au même titre que les précédentes, des avantages qui leur sont propres. Tout d’abord, la manipulation est facilitée par leur rigidité. Cette propriété sous-entend qu’elles peuvent être fixées sans être détériorées. D’autre part, dans les cas de déhiscence osseuse péri-implantaire, elles permettent la réalisation d’une expansion osseuse horizontale, même en l’absence de greffons. Cela dit, à l’instar des membranes résorbables, elles présentent quelques inconvénients. En effet, ces membranes nécessitent un deuxième temps chirurgical pour leur dépose et sont rapidement colonisées par les bactéries lorsqu’elles sont accidentellement en contact avec la cavité buccale. Il est donc vivement recommandé de surveiller fréquemment ce type de membrane pour prévenir toute exposition à la salive de la cavité buccale qui risquerait d’entraîner une infection du site régénéré en compromettant le succès de l’implantation.

Comme vu précédemment, l’os autogène et les substituts osseux de différentes origines incarnent la méthode la plus courante pour le traitement des défauts osseux.

Sur les plans histologique et cellulaire, le processus de cicatrisation osseuse a été bien étudié. Il comprend la formation et la maturation d’un caillot sanguin, l’infiltration de fibroblastes, l’établissement d’une matrice provisoire qui sera remplacée par de l’os néo-formé, conduisant finalement à la formation de l’os spongieux et de la moelle osseuse.

Il convient de rappeler que l’ostéogenèse et l’angiogenèse sont deux processus étroitement liés et impliqués dans la croissance, la réparation et le remodelage osseux. Au niveau moléculaire, peu d’études existent aujourd’hui sur l’expression génétique menant à la cicatrisation et la réparation osseuses. Cependant, de nouvelles approches thérapeutiques visant à accroître le potentiel régénératif osseux voient le jour et continuent d’être optimisées. Il a été mis en évidence que la biostimulation aux lasers diode augmente l’expression des gènes de l’ostéogenèse. Ce phénomène entraîne une action d’ostéoinduction in situ pour le traitement de défauts osseux provoqués par des extractions dentaires, infections, kystes ou traumatismes. Il contribue également à une cicatrisation accélérée des tissus mous, à la réparation nerveuse ainsi qu’à la réduction des suites opératoires.

De fait, les bénéfices liés à l’utilisation des lasers de différentes longueurs d’onde sur les diverses étapes chirurgicales sont multiples :

• La préservation des structures anatomiques avoisinantes et la désinfection du site opératoire ;
• La stimulation de la réparation osseuse et l’accélération de l’intégration des biomatériaux au défaut osseux ;
• Des propriétés anti-inflammatoires et antalgiques.

Les données scientifiques encouragent en outre l’utilisation de la biostimulation en chirurgie dentaire chez les patients présentant des altérations du métabolisme osseux - les fumeurs par exemple -, ou présentant des pathologies systémiques menant à une cicatrisation osseuse altérée. 

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Comme nous venons de l’évoquer, à l’aube de la dentisterie régénérative, la plupart des thérapeutiques chirurgicales déjà existantes en chirurgie orale ont été modifiées. Mais pas seulement ! Des nouveaux protocoles thérapeutiques en dentisterie et en médecine ont été inventés grâce au concept du potentiel régénérateur des PRP et PRF.

Avec les avancées scientifiques, se sont popularisés de nouveaux protocoles médicaux. Au cours des vingt dernières années, la lumière s’est portée vers la biologie du patient et la capacité de son propre corps à se régénérer. Ces nouveaux protocoles boostent les chances de succès lors de reconstructions par des comblements osseux préimplantaires. Ils mobilisent, en plus des biomatériaux, des concentrés sanguins autologues comme le PRP (Plasma Riche en Plaquettes ou Platelet-Rich Plasma) et le PRF (Plasma Riche en Fibrine ou Plasma Rich fibrin). C’est donc le sang du patient lui-même qui est mobilisé ici. Le PRP représente la première génération de concentrés plaquettaires autologues tandis que le PRF incarne la deuxième génération. Parmi leurs différences, le PRP contient un antiagrégant plaquettaire, ce qui n’est pas le cas du PRF. 

En 2001, le Docteur J. Choukroun présente pour la première fois le PRF : il permet d’obtenir un matériau autologue sans nécessiter l’ajout de composés extérieurs - des anticoagulants par exemple - tout en écartant le risque de rejet ou de transmission de pathogènes pour le patient. Résultat : le processus de cicatrisation des tissus mous et durs est optimisé. Il s’agit d’un protocole à faible coût simple à mettre en œuvre, nécessitant peu de manipulations. En explorant davantage cette technique, le Docteur J. Choukroun déploie un nouveau protocole de préparation impliquant le A-PRF (AdvancedPlatelet-Rich Fibrin), puis le A-PRF+. Ces derniers ajustent la vitesse et le temps de centrifugation entre autres.

Considéré comme dispositif médical, le PRF peut être réalisé au cabinet dentaire à condition que le spécialiste dentaire ait préalablement été formé aux techniques veineuses et de prélèvements sanguins mais aussi à l’utilisation clinique du produit. Cette réglementation fait écho à la loi de bioéthique du 7 août 2004 et à la circulaire de la Direction générale de la santé de 2006.

Pour entrer dans les détails, la préparation se réalise via 2 étapes principales : le prélèvement sanguin et la centrifugation. Le caillot obtenu est ensuite pressé sous forme de membranes ou de plugs, selon les besoins du praticien. Ce concentré sanguin autologue est composé de plaquettes sanguines riches en facteurs de croissance, dont des Bone Morphogenetic Protein (BMP2) et quelques cellules souches. Le recours à ces facteurs de croissance, des leucocytes et des cellules souches ouvre un nouveau chapitre dans l’histoire de la médecine et des techniques chirurgicales Il s’agit d’un projet opératoire qui stimule généralement la régénération des tissus et la cicatrisation osseuse en phase de post-intervention.

La dentisterie en profite également pour favoriser la régénération naturelle des tissus de la cavité buccale. Les facteurs de croissance biologique apportés en quantité supra physiologique optimisent la cicatrisation osseuse et gingivale. Autrement dit, les matériaux exogènes sont écartés au profit des propres cellules cicatricielles du patient. Les concentrés sanguins autologues prélevés sur le patient sont immédiatement réinjectés. C’est grâce aux résultats probants des PRP et des PRF qu’est née la dentisterie régénérative, une véritable révolution dans le secteur. Les facteurs moléculaires conférés aux plaquettes sanguines et aux cellules du groupe plasmatique provoquent en somme la régénération des tissus, et par conséquent leur cicatrisation ou leur rajeunissement.

Comme évoqué plus haut, le PRF est dénué d’anticoagulant et d’antiagrégant plaquettaires. Aucun autre sous-produit sanguin ne fait d’ailleurs partie de sa composition. En misant sur la réalisation d’un treillis réticulé par la fibrine, le PRF vise l'emprisonnement des plaquettes sanguines et des cellules cicatricielles, ce qui garantit la multiplication mais aussi la différenciation des fibroblastes et ostéoblastes. Autrement dit, il contribue à une fabrication durable et rémanente de tissus mous tels que la gencive et de tissus durs, en l'occurrence osseux. 

Rappelons que différentes sortes de PRF sont obtenues selon le protocole de préparation et de centrifugation : le PRF standard aussi appelé L-PRF (2001), le A-PRF (2014) et le A-PRF+ (2016). 

Pour creuser le sujet, attardons-nous davantage sur les différences entre le PRF et le PRP. La nature de la fibrine est ici fondamentale. Celle du PRP est une macromolécule rigide à jonctions tétra-moléculaires, quand celle du PRF est une molécule à jonction tri-moléculaire. C’est là tout l’avantage puisque cette dernière présente une structure physiologique fidèle à celle de la cicatrice d’un tissu lésé. Grâce à sa fibrine, le PRF déploie les facteurs de croissance plus longuement que le PRP. C’est la raison pour laquelle la cicatrisation se prolonge dans le temps.

Très prometteur, le PRF a attiré l’attention de nombreux chercheurs qui se sont consacrés à diverses améliorations visant une cicatrisation tissulaire optimale. Peu à peu, la dentisterie régénérative s’est popularisée. Cependant, dans un contexte de chirurgie orale, les cellules souches ne sont que très rarement utilisées et sont plutôt réservées à d’autres traitements en milieu hospitalier. Il s’agit de protocoles complexes très encadrés, avec des législations différentes selon les pays.

Les cellules souches mésenchymateuses stimulent la cicatrisation des techniques chirurgicales. Elles sont essentiellement issues de la moelle osseuse, du sang du cordon ombilical prélevé après la naissance d’un bébé et du sang périphérique. A titre indicatif, voici quelques précisions relatives à ces trois provenances : 

• La moelle osseuse comme source de cellules souches subit un protocole de centrifugation afin d’extraire les cellules souches pouvant ensuite être injectées dans le greffon ou dans la zone greffée. Le but : encourager l’ostéogenèse.
• Le sang du cordon ombilical comme source de cellules souches, bien qu’utilisé depuis une vingtaine d’années, incarne un protocole relativement nouveau, surtout dans le cas d’une injection chez les patients adultes. La greffe de cellules souches provenant du sang périphérique ou de la moelle osseuse du patient est en réalité plus commune.
• Le sang périphérique comme source de cellules souches est en effet plus utilisé pour réaliser une greffe autologue de facteurs sanguins. Ces cellules sont contenues dans la moelle osseuse qui les libère dans le sang. Certaines techniques hospitalières boostent l’hématopoïèse à l’aide d’un médicament administré au patient. Ainsi, on stimule le passage d’un nombre plus important de cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse à la circulation sanguine par rapport aux taux habituels. La technique classique consiste à faire une simple prise de sang puis à concentrer les produits sanguins par centrifugation. 

Grâce aux vertus mentionnées plus tôt, le PRF est idéal pour favoriser la cicatrisation osseuse des alvéoles vides, à la suite d’une extraction dentaire par exemple et dans l’ambition de réduire la perte osseuse. Cette dernière peut en effet survenir après l’extraction de la dent et par extension du ligament parodontal, nommé desmodonte, qui est un apporteur sanguin conséquent. Or son retrait engendre une réduction du flux sanguin qui accélère la résorption tridimensionnelle de l’os alvéolaire post-extraction. 

Le PRF offre de nombreuses options de traitement :

• Il peut être utilisé comme biomatériau de greffe unique via un comblement de l’alvéole dentaire par des membranes de A-PRF.
• Il peut également être mobilisé en combinaison avec tous types de greffons osseux de comblement pour limiter les modifications dimensionnelles post-extractionnelles.

Mais il est important de rappeler que, comme mentionné précédemment, toutes les reconstructions peuvent être réalisées par tous types de greffes de comblement osseux et avec la plupart des biomatériaux, des substituts osseux synthétiques jusqu’aux autogreffes. Pour autant, les prélèvements au menton, au crâne dans sa partie pariétale ou au niveau de l’iliaque sont jugés trop complexes. On préfère ainsi les matériaux de comblement d’origine synthétique, animale, ou ceux  des banques osseuses.

Le PRF s’avère également précieux dans ce cadre puisqu’il favorise l’angiogenèse et la cicatrisation tissulaire autour des implants dentaires. Les bénéfices sont observés sur le plan osseux comme sur les tissus mous. Autre avantage, le PRF accélère les protocoles de traitement tout en assurant un maintien pérenne grâce à la haute qualité des tissus mous et durs.

C’est la rapidité de l’ostéointégration et sa qualité qui sont aujourd’hui un principe cher aux spécialistes dentaires. Grâce aux techniques chirurgicales qui augmentent la qualité osseuse, la stabilité primaire s’avère meilleure lors de la pose d’un implant. Aussi la mise en charge de l’implant bénéficie d’un délai plus court, pouvant être immédiate et précoce ou aller jusqu’à 6 semaines. Bien sûr, la qualité de gencive et de l’os supportant l’implant reste un critère déterminant. Leur vascularisation est essentielle pour espérer une stabilité à long terme. 

Il existe un rapport de réciprocité à considérer entre l’os et les tissus mous. L’os soutient les tissus mous tandis que ces derniers renforcent la stabilité osseuse. Partant de ce postulat, le PRF et le PRP sont très intéressants puisqu’ils entraînent une nouvelle vascularisation propice à la vitalité des tissus durs et mous.

Comme évoqué auparavant, la régénération osseuse guidée induit la mobilisation de membranes de collagène qui tiennent un rôle barrière. En effet, ces dernières empêchent l’infiltration du tissu osseux par le tissu gingival qui bénéficie d’une croissance plus rapide que celle du tissu osseux minéralisé. En chirurgie orale pré-implantaire, ces techniques sont prégnantes pour impulser une reconstruction osseuse. Cette nouvelle formation osseuse tient notamment aux protéines morphogénétiques (Bone morpho protein ou BMP, et en particulier la BMP 2).

Cela dit, des études démontrent que les concentrés plaquettaires autologues inhérents au PRP et au PRF peuvent aussi optimiser l'angiogenèse post chirurgicale. C’est ainsi qu’ils se sont faits une place au cœur de la régénération osseuse. Le sang occupe indéniablement une place essentielle dans le processus de cicatrisation puisqu’il permet la régénération tissulaire par le biais de différentes cellules sanguines , facteurs de croissance, cytokines et facteurs de coagulation. Oeuvrant à la faveur des agents sanguins naturels autologues, le PRP et le PRF sont en somme propices à la cicatrisation et à la régénération naturelle du corps.

Initialement, le PRP a été développé afin de démultiplier le nombre de plaquettes dans les sites cicatriciels. Mais l’utilisation d’anticoagulants d’origine animale ne rend pas ce protocole totalement fiable, bien que la guérison soit jugée quasi optimale. Le concentré de deuxième génération appelé PRF a donc été mis au point comme vu précédemment. Rappelons qu’il présente l’avantage d’être 100% naturel et dénué d’anticoagulant exogène. Ses protocoles de préparation sous forme de membrane de fibrine lui ont offert une place en dentisterie, et par extension dans les procédures de ROG.

Après de nombreux débats, les biomatériaux présentent des axes d’optimisation en tant que greffons osseux. Mélangés au PRF toutefois, ils présentent un nouvel avantage : celui d’être activés par les propres cellules sanguines cicatricielles et les facteurs de croissance du patient. Ainsi, puisqu’ils exploitent les éléments sanguins inducteurs de la formation d’os, ces matériaux passifs deviennent bioactifs. 

Affirmons pour conclure que la régénération osseuse guidée est incontestablement l’une des plus grandes avancées en chirurgie implantaire. C’est un acte thérapeutique de choix, accessible, fiable et reproductible en cas de défaut osseux. Elle offre un élargissement du champ d’applications de l’implantologie en préservant ou en régénérant le support osseux dans des conditions qui respectent les principes biologiques, biomécaniques et esthétiques. La ROG requiert néanmoins une grande vigilance car, mal exécutée, elle peut entraîner des complications voire des échecs en lien avec les limites anatomiques, les techniques ou le choix de matériaux : infection, défaut de cicatrisation, exposition de la membrane... Comme pour tous vos actes de soins dentaires, connaître les propriétés des biomatériaux utilisés et maîtriser le protocole opératoire s’avère donc primordial.

Sources :

http://anatomieimplantologie.com/memoire/annee-2016-2017/lamouche%20.pdf
https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01702346/document