Cicatrisation des récessions après traitement avec protéines de la matrice amélaire ou régénération tissulaire guidée

Introduction

Le but des techniques régénératrices en parodontologie est de rétablir les tissus de soutien de la dent, perdus lors de la maladie parodontale. Ceci implique la formation d'une nouvelle attache conjonctive (nouveaux cément et fibres collagènes) et d'os alvéolaire ^{(Caton et Greenstein, 1993)}. Différentes approches thérapeutiques, telles que les techniques de greffes osseuses, le conditionnement de la surface radiculaire, l'utilisation des facteurs de croissance ou la régénération tissulaire guidée (RTG) ont été utilisées ^{(Brunsvold et Mellonig, 1993} ; ^{Lowenguth et Blieden, 1993} ; ^{Lynch et al., 1991} ; ^{Karring et al., 1993)}. Jusqu'à présent, une des techniques les plus reproductibles est la RTG. Elle implique le placement de barrières mécaniques sur les racines dénudées et les lésions parodontales. Ceci permet aux cellules issues du ligament parodontal et de l'os alvéolaire de recoloniser sélectivement l'espace ainsi créé ^{(Nyman et al., 1982} ; ^{Gottlow et al., 1986b} ; ^{Karring et al., 1993)}. Des études histologiques animales et humaines ont montré que la RTG, utilisée pour le traitement des récessions, aboutit à la formation d'une nouvelle attache conjonctive et d'os alvéolaire ^{(Gottlow et al., 1990}, ¹⁹⁹⁴ ; ^{Cortellini et al., 1993} ; ^{Vincenzi et al., 1997} ; ^{Parma-Benfenatti et Tinti, 1998)}. L'utilisation de membranes résorbables ou non résorbables a abouti à des résultats cliniques et histologiques comparables ^{(Gottlow et al., 1990}, ¹⁹⁹⁴ ; ^{Cortellini et al., 1993} ; ^{Rocuzzo et al., 1996} ; ^{Vincenzi et al., 1997} ; ^{Parma-Benfenatti et Tinti, 1998)}.

Récemment, il a été suggéré que le conditionnement de la surface radiculaire dénudée avec des protéines de la matrice amélaire (EMD) pouvait aussi améliorer la régénération du parodonte perdu ^{(Hammarström, 1997)}. Les résultats histologiques chez le singe et l'homme indiquent que le traitement des récessions aiguës et des lésions infra-osseuses chroniques avec EMD peut conduire à la formation d'une nouvelle attache, caractérisée par la présence de nouveau cément, d'un ligament et d'os alvéolaire ^{(Hammarström et al., 1997} ; ^{Heijl, 1997} ; ^{Mellonig, 1999} ; ^{Sculean et al., 1998}, ^1999a, ^1999b).

L'application d'EMD dans les thérapeutiques régénératrices du parodonte semble prometteuse, mais, actuellement, aucune étude histologique n'a été publiée comparant le traitement de récessions chroniques avec EMD, RTG seule ou combinaison de RTG et EMD.

Le but de cette étude pilote chez le singe est de présenter quelques résultats histologiques après traitement de récessions chroniques avec EMD, RTG et combinaison EMD-RTG.

Matériels et méthodes

Trois singes adultes mâles (Macaca fascicularis) furent utilisés pour cette étude. Avant les interventions, les animaux furent anesthésiés par injection intramusculaire de Kethalar^® (10 mg/kg ; Parke Davis Co. Inc., USA). Une anesthésie locale du site opératoire fut également réalisée de manière à réduire le saignement.

Production des lésions expérimentales

Après incisions intra-sulculaires et élévations de lambeaux muco-périostés vestibulaires et palatins, des récessions furent réalisées en vestibulaire des premières et deuxièmes molaires maxillaires gauches et droites. Le rebord osseux fut abaissé au niveau radiculaire, à l'aide d'une fraise boule à faible vitesse et sous irrigation par une solution saline stérile. Les surfaces radiculaires furent alors curetées et rincées avec une solution saline stérile. Des ligatures en coton furent placées dans les lésions, de manière à éviter la cicatrisation spontanée et à provoquer l'accumulation de plaque. Les lambeaux furent suturés par des sutures matelassier verticales. Les sutures furent déposées 10 jours après l'intervention. Durant les 4 semaines qui suivirent la chirurgie, les animaux ne reçurent aucune hygiène orale. Après la quatrième semaine, les ligatures furent enlevées et les techniques d'hygiène débutèrent. Celles-ci consistaient en un brossage des dents et une application locale d'un gel de chlorhexidine à 0,2 %, deux fois par semaine. Sept semaines après la création des lésions, des lambeaux muco-périostés furent réalisés, le tissu de granulation enlevé et la racine surfacée. Une encoche, indiquant le niveau apical du rebord osseux de chaque lésion, fut réalisée sur la surface radiculaire à l'aide d'une petite fraise boule. Ainsi, les tissus parodontaux, qui se seront développés coronairement au repère, se seront formés de novo et seront clairement identifiables dans les coupes histologiques.

Les traitements suivants furent attribués aux lésions après randomisation :

1. Protéines dérivées de la matrice amélaire (Emdogain^®, Biora AB, Malmö, Sweden).

2. Membranes résorbables (Resolut^® Regenerative Material, WL, Gore Associates, Inc., Flagstaff, AZ, USA).

3. Thérapie combinée (Resolut^® et Emdogain^®).

4. Contrôle (lambeau repositionné coronairement).

Avant l'application d'Emdogain^® seul ou combiné, la surface radiculaire était conditionnée conformément aux recommandations du fabricant, pendant 2 minutes, avec un gel contenant 24 % d'EDTA. Le gel était ensuite rincé abondamment avec une solution saline stérile. Les sites traités uniquement par RTG ou les sites contrôles ne reçurent aucun conditionnement de la surface radiculaire. En accord avec le fabricant, le gel d'Emdogain^® était toujours fraîchement préparé en mélangeant les deux composants (solution véhicule et Emdogain^®), juste avant l'application. Immédiatement après conditionnement et rinçage de l'EDTA, le gel d'Emdogain^® était déposé sur la surface radiculaire avec une seringue stérile.

Au niveau des sites traités avec la membrane résorbable seule, celle-ci était fixée à la jonction amélo-cémentaire (CEJ), à l'aide de sutures résorbables (Dexon II, Davis & Geck, Inc., Manati, PR).

Dans les sites traités avec Emdogain^® et Resolut^®, la membrane était adaptée sur la surface de la racine avec une certaine laxité et n'était suturée fermement qu'après l'application du gel d'Emdogain^®.

Dans tous les cas, les lambeaux furent repositionnés coronairement et suturés avec des sutures matelassier verticales non résorbables (Gore-Tex^®, Flagstaff, Arizona, USA). Les animaux reçurent une injection intramusculaire d'antibiotiques (1 ml d'amoxicilline). Les sutures furent déposées après 14 jours. Les techniques d'hygiène, comprenant le brossage et l'application de gel de chlorhexidine à 0,2 % deux fois par semaine, furent pratiquées pendant les six semaines qui suivirent l'intervention. Après cette période et durant le reste de l'expérimentation, l'hygiène fut réalisée une fois par semaine comme décrite ci-dessus. Cinq mois après la chirurgie, les animaux furent euthanasiés avec une surdose de Kethalar^® et les tissus furent fixés par perfusion d'une solution tamponnée de formol à 10 % administrée à l'artère carotide. Ensuite, les mâchoires furent disséquées et plongées dans une solution tamponnée de formol à 10 %. Les échantillons contenant les sites expérimentaux furent décalcifiés dans l'EDTA, déshydratés et imprégnés de paraffine. Les blocs furent sectionnés à l'aide d'un microtome en coupes vestibulo-linguales, parallèles au grand axe de la dent, tous les 8 µm. Les sections furent colorées alternativement par hématoxyline et éosine ou coloration oxone-aldéhyde-fuchsine-Halmi ^{(Sculean et al., 1997)}. Trois coupes, 100 µm de part et d'autre du centre de la lésion, furent sélectionnées pour les mesures histomorphométriques. Les mesures linéaires furent accomplies par un investigateur en aveugle.

Résultats

Observations cliniques

La cicatrisation fut sans incident chez les trois animaux. Durant la deuxième semaine suivant l'intervention, une membrane d'un site EMD + RTG fut exfoliée. De plus, la membrane fut exposée dans deux autres sites : un avec membrane seule et l'autre avec EMD + RTG. Le site où la membrane fut exfoliée a été exclu de l'analyse histométrique. Les parties exposées des membranes se sont éliminées sans complications en quelques jours. Les sites traités par EMD et les contrôles ne montrèrent aucun problème de cicatrisation.

Observations histologiques

Sites traités avec EMD

Une nouvelle attache et un nouvel os alvéolaire se sont formés en quantité variable. La hauteur de cément néoformé variait de 1,19 à 3,25 mm (^{tableau I}) et la quantité d'os de 0,65 à 2,64 mm (^{tableau II}). Le cément néoformé, qui était toujours en continuité avec le cément préexistant, était composé de façon prédominante par la forme acellulaire. Des fibres de collagène s'y inséraient et leur direction était perpendiculaire à la surface radiculaire (^{fig. 1}, ², ³ et ⁴). Fréquemment, un hiatus était mis en évidence entre la surface radiculaire et le nouveau cément.

Sites traités par RTG

La lésion traitée avec la membrane exposée montrait un épithélium jonctionnel long, courant sur la longueur de la racine instrumentée. La régénération de cément (1 mm) et d'os alvéolaire (0,73 mm) était minime et se situait dans la région de l'encoche (^{tableaux I} et ^II).

Dans les lésions où il n'y a pas eu d'exposition de la membrane, la quantité de cément néoformé variait de 3,2 à 5,43 mm et celle de l'os alvéolaire de 2,12 à 4 mm (^{tableaux I} et ^II). Le nouveau cément formé par la technique de RTG était en continuité avec l'ancien et sa composition était mixte, cellulaire et acellulaire. Des fibres de collagène s'y inséraient et présentaient une orientation perpendiculaire à la surface de la racine (^{fig. 5} et ⁶). Des artéfacts (hiatus entre le cément et la surface radiculaire) étaient observés dans tous les échantillons.

Sites traités par combinaison EMD + RTG

Le site ayant présenté l'exposition de membrane montrait une formation de cément de 1,65 mm, alors que, dans le site sans exposition, la formation de cément était de 2,9 mm (^{tableau I}). La quantité d'os néoformé était de 1,43 mm au site avec exposition et de 2,5 mm pour celui qui ne présentait pas d'exposition (^{tableau II}). Le cément ainsi formé était en continuité avec l'ancien et en grande partie acellulaire (^{fig. 7}).

Sites contrôles

Deux sites contrôles montraient une formation d'épithélium jonctionnel long sur la surface radiculaire instrumentée. La régénération parodontale était limitée à la partie apicale de la lésion (^{fig. 8}). Dans ces deux lésions, la quantité de nouveau cément variait de 0 à 1,1 mm et la quantité d'os alvéolaire de 0 à 0,33 mm (^{tableaux I} et ^II). Dans un des échantillons, une quantité considérable de cément (2,25 mm) et d'os alvéolaire (1,87 mm) était mesurée (^{fig. 9} et ¹⁰, ^{tableaux I} et ^II).

Discussion

La présente étude pilote a montré que le traitement de lésions de type récession, par RTG, EMD ou par combinaison des deux, peut conduire à la formation de nouveau cément et d'os alvéolaire.

Nos observations montrent également que, dans certains cas, le traitement par lambeaux repositionnés coronairement peut, malgré tout, amener à la formation, de façon imprédictible, d'une nouvelle attache et d'os. Ceci est en accord avec des études précédentes ^{(Gottlow et al., 1986a)}. De plus, il a été démontré que le traitement de ces récessions par RTG résultait en une plus grande quantité de formation de nouveau cément et d'os alvéolaire, comparé au lambeau repositionné seul. Ces constatations sont également en accord avec des études antérieures ^{(Gottlow et al., 1994} ; ^{Vincenzi et al., 1997} ; ^{Parma-Benfenatti et Tinti, 1998)}. Il faut noter que la quantité de cément et d'os régénéré était plus faible lorsque la membrane avait été exposée. Cette observation se retrouve dans des études précédentes où il a été démontré que l'exposition, suivie de la colonisation bactérienne de la membrane, est une des complications majeures des traitements par RTG ^{(Selvig et al., 1992} ; ^{Simion et al., 1994} ; ^{Sander et Karring, 1995} ; ^{Nowzary et al., 1995)}. Le fait que les résultats étaient également affectés négativement par l'exposition de membrane, lorsque la RTG était combinée avec l'EMD, indique que cette complication ne peut être attribuée à l'addition de substances biologiquement actives telles que l'EMD.

Les résultats supérieurs, en termes de régénération de cément et d'os chez un animal traité par EMD seul par rapport au contrôle, suggèrent que le traitement par EMD a le potentiel d'augmenter la régénération parodontale. Le cément régénéré après traitement par EMD, seul ou en combinaison avec RTG, était principalement de type acellulaire, alors que celui produit après RTG seule résultait en la formation de cément mixte cellulaire et acellulaire. Ces observations corroborent des résultats précédents chez l'animal indiquant que l'EMD pourrait sélectivement provoquer la formation de cément acellulaire ^{(Hammarström, 1997} ; ^{Heijl, 1997} ; ^{Araújo et Lindhe, 1998} ; ^{Sculean et al., 1998}, ^1999a).

Le fait que les artéfacts entre la racine et le cément régénéré étaient toujours observés, quel que soit le traitement utilisé, suggère que le cément néoformé, bien que différent quant à sa contenance en cellules selon les différentes techniques, ne présente pas de variation qualitative majeure. On ne connaît toujours pas l'influence que peuvent avoir ces artéfacts sur les résultats cliniques d'une thérapie à long terme. L'observation de ces artéfacts lors du traitement avec EMD est en désaccord avec les résultats d'études précédentes qui montraient que le cément régénéré par cette technique était toujours fermement attaché à la surface radiculaire ^{(Hammarström et al., 1997} ; ^{Heijl, 1997)}. Une explication pourrait être que, dans ces deux dernières études, les lésions étaient de type aigu (elles sont traitées directement après leur création par chirurgie) et donc ne peuvent représenter une situation chronique pendant laquelle la plaque dentaire a infecté le site. Cette hypothèse est soutenue par des études histologiques chez le singe montrant qu'une lésion aiguë présente approximativement 50 à 70 % de régénération spontanée ^{(Caton et al., 1994)}. D'un autre côté, la signification de ces artéfacts est toujours controversée dans la littérature. Certains auteurs interprètent la présence de ces ruptures entre les tissus néoformés (cément, ligament et os) comme le résultat de la décalcification de la préparation histologique et non comme une mauvaise qualité des tissus régénérés ^{(Listgarten, 1972)}. Au contraire, d'autres chercheurs pensent qu'il s'agit d'une mauvaise cicatrisation qui ne reflète pas un réel processus de régénération ^{(Nalbandian et Frank, 1980} ; ^{Hammaström, 1997} ; ^{Hammarström et al., 1997)}.

Le fait que le traitement avec EMD résultait en la formation de quantités variables de nouvelle attache et d'os alvéolaire pourrait suggérer que des facteurs incontrôlés interfèrent avec le processus de cicatrisation. On ne peut pas exclure que l'infection ait pu jouer un rôle, mais il est possible également que le manque d'espace disponible pour la croissance des cellules y ait contribué ^{(Selvig et al., 1993} ; ^{Tonetti et al., 1996)}. De plus, les EMD ne peuvent se fixer sur la surface pour une période supérieure à deux semaines, ce qui pourrait être un temps trop court pour la cicatrisation optimale de certaines lésions ^{(Gestrelius et al., 1997)}. D'autres investigations sont nécessaires pour découvrir le mécanisme d'action réel des EMD dans la régénération parodontale, ce qui permettra d'expliquer les variations dans les résultats obtenus.

En raison de la petite taille de l'échantillon, cette étude n'a pas démontré d'effet bénéfique de la combinaison EMD + RTG comparé à EMD ou RTG seules. Dans ce contexte, du fait que le nombre d'animaux était faible et que les variations individuelles étaient grandes, les résultats devraient être considérés avec réserve. Il s'agit plus d'un rapport de cas que de conclusions fondées sur des résultats statistiquement significatifs.

Cependant, des résultats similaires ont été récemment présentés dans une étude sur les singes, montrant également l'échec de la combinaison des deux techniques pour améliorer la prédictibilité des traitements régénératifs dans les sites infra-osseux ^{(Sculean et al., 1998)}. Par ailleurs, des études évaluant la régénération dans des furcations de Classe III, après traitement par RTG seule ou avec EMD, montrent que l'application d'EMD pourrait augmenter la régénération parodontale ^{(Araújo et Lindhe, 1998} ; ^{Donos et al., 1998)}.

En conclusion, cette étude indique que les deux techniques, RTG et EMD, améliorent les résultats obtenus après régénération parodontale. Cependant, les mécanismes par lesquels les protéines de la matrice amélaire agissent sur la cémentogenèse sont obscurs et restent à élucider. Des études histologiques étudiant un plus grand nombre d'animaux sont nécessaires pour clarifier leur rôle sur la cicatrisation parodontale et la régénération.

BIBLIOGRAPHIE

• ARAÚJO MG, LINDHE J. GTR treatment of degree III furcation defects following application of enamel matrix proteins. An experimental study in dogs. J Clin Periodontol 1998;25:524-530.
• BRUNSVOLD MA, MELLONIG JT. Bone grafts and periodontal regeneration. Periodontology 2000 1993;1: 80-91.
• CATON JG, GREENSTEIN GG. Factors related to periodontal regeneration. Periodontology 2000 1993;1:9-15.
• CATON J, MOTA L, GANDINI L, LASKARIS B. Non-human primate models for testing the efficacy and safety of periodontal regeneration procedures. J Periodontol 1994;65:1143-1150.
• CORTELLINI P, CLAUSER C, PINI PRATO GP. Histologic assessment of new attachment following the treatment of a human buccal recession by means of a guided tissue regeneration procedure. J Periodontol 1993;64:387-391.
• DONOS N, SCULEAN A, GLAVIND L, REICH E, KARRING T. Treatment of mandibular degree III furcation involvements with a bioresorbable membrane and Emdogain^® in monkeys. J Dent Res 1998(Spec. Issue); 77:924.
• GESTRELIUS S, ANDERSSON C, JOHANSSON AC, PERSSON E, BRODIN E, BRODIN A, RYDHAG L, HAMMARSTRÖM L. Formulation of enamel matrix derivative for surface coating. Kinetics and cell colonization. J Clin Periodontol 1997;24:678-684.
• GOTTLOW J, NYMAN S, KARRING T, LINDHE J. Treatment of localized gingival recessions with coronally displaced flaps and citric acid. An experimental study in the dog. J Clin Periodontol 1986a;13:57-63.
• GOTTLOW J, NYMAN S, LINDHE J, KARRING T, WENNSTRÖM J. New attachment formation in the human periodontium by guided tissue regeneration. Case reports. J Clin Periodontol 1986b;13:604-616.
• GOTTLOW J, KARRING T, NYMAN S. Guided tissue regeneration following treatment of recession-type defects in the monkey. J Periodontol 1990;61:680-685.
• GOTTLOW J, LAURELL L, LUNDGREN D, MATHISEN T, NYMAN S, RYLANDER H, BOGENTOFT C. Periodontal tissue response to a new bioresorbable regeneration device : a longitudinal study in monkeys. Int J Periodont Rest Dent 1994;14:437-449.
• HAMMARSTRÖM L. Enamel matrix, cementum development and regeneration. J Clin Periodontol 1997;24:658-668.
• HAMMARSTRÖM L, HEIJL L, GESTRELIUS S. Periodontal regeneration in a buccal dehiscence model in monkeys after application of enamel matrix proteins. J Clin Periodontol 1997;24:669-677.
• HEIJL L. Periodontal regeneration with enamel matrix derivative in one human experimental defect. A case report. J Clin Periodontol 1997;24:693-696.
• KARRING T, NYMAN S, GOTTLOW J, LAURELL L. Development of the biological concept of guided tissue regeneration - animal and human studies. Periodontol 2000 1993;1:26-35.
• LISTGARTEN MA. Electron microscopic study of the junction between surgically denuded root surfaces and regenerated periodontal tissues. J Periodont Res 1972;7:68-90.
• LOWENGUTH RA, BLIEDEN TM. Periodontal regeneration : root surface demineralization. Periodontology 2000 1993;1:54-68.
• LYNCH SE, DE CASTILLA GR, WILLIAMS RC, KIRITSY CP, HOWELL TH, REDDY MS, ANTONIADES HN. The effects of short-term application of a combination of platelet-derived and insulin-like growth factors on periodontal wound healing. J Periodontol 1991;62:458-467.
• MELLONIG JT. Enamel matrix derivative for periodontal reconstructive surgery : technique, clinical and histological case report. Int J Periodont Rest Dent 1999;19:9-19.
• NALBANDIAN J, FRANK RM. Electron microscopic study of the junction between surgically denuded root surfaces and regenerated periodontal tissues. J Periodont Res 1980;15:71-89.
• NOWZARI H, MATIAN F, SLOTS J. Periodontal pathogens on polytetrafuoroethylene membrane for guided tissue regeneration inhibit healing. J Clin Periodontol 1995;22:469-474.
• NYMAN S, LINDHE J, KARRING T, RYLANDER H. New attachment following surgical treatment of human periodontal disease. J Clin Periodontol 1982;9:290-296.
• PARMA-BENFENATTI S, TINTI C. Histologic evaluation of new attachment utilizing a titanium-reinforced barrier membrane in a mucogingival recession defect. A case report. J Periodontol 1998;69:834-839.
• ROCUZZO M, LUNGO M, CORRENTE G, GANDOLFO S. Comparative study of a bioresorbable and a non-resorbable membrane in the treatment of buccal gingival recessions. J Periodontol 1996;67:7-14.
• SANDER L, KARRING T. New attachment and bone formation in periodontal defects following treatment of submerged roots with guided tissue regeneration. J Clin Periodontol 1995;22:295-299.
• SCULEAN A, KARRING T, THEILADE J, LIOUBAVINA N. The regenerative potential of oxytalan fibers. An experimental study in the monkey. J Clin Periodontol 1997;24:932-936.
• SCULEAN A, DONOS N, REICH E, BRECX M, KARRING T. Treatment of one wall intrabony defects with enamel matrix proteins and guided tissue regeneration. An experimental study in monkeys. J Dent Res 1998(Spec. Issue);77:925.
• SCULEAN A, CHIANTELLA GC, DONOS N, BLAES A, SCULEAN AE, BRECX M. Treatment of advanced intrabony defects with an enamel matrix protein derivative (Emdogain^®). A pilot study in one monkey and a two year report of twenty human cases. J Parodont Implant Orale 1999a;18(4):377-391.
• SCULEAN A, DONOS N, WINDISCH P, BRECX M, GERA I, REICH E, KARRING T. Healing of human intrabony defects following treatment with enamel matrix proteins or guided tissue regeneration. J Periodont Res 1999b;34:310-322.
• SELVIG K A, KERSTEN BG, CHAMBERLAIN ADH, WIKESJÖ UME, NILVÉUS RE. Regenerative surgery of intrabony periodontal defects using ePTFE barrier membranes. Scanning electron microscopic evaluation of retrieved membranes versus clinical healing. J Periodontol 1992;63:974-978.
• SELVIG K, KERSTEN B, WIKESJÖ UME. Surgical treatment of intrabony periodontal defects using expanded polytetrafluoroethylene barrier membranes : influence of defect configuration on healing response. J Periodontol 1993;63:974-978.
• SIMION M, BALDONI, M, ROSSI P, ZAFFE D. A comparative study of the effectiveness of e-PTFE membranes with and without early exposure during the healing period. Int J Periodont Rest Dent 1994;14:166-180.
• TONETTI MS, PINI PRATO G, CORTELLINI P. Factors affecting the healing response of intrabony defects following guided tissue regeneration and access flap surgery. J Clin Periodontol 1996;23:548-556.
• VINCENZI G, DECHIESA A, TRISI A. Guided tissue regeneration using a resorbable membrane in gingival recession-type defects : a histologic case report in humans. Int J Periodont Rest Dent 1997;18:166-180.