Ostéointégration

Plan

Définition
Historique de l’ostéointégration
Réponses osseuses menant à l’ostéointégration
Réponse osseuse de l’os spongieux
Réponse de l’os cortical
Facteurs influençant l’ostéointégration
Les matériaux utilisés
La forme des implants
L’état de surface
L’état du site implantaire
La technique chirurgicale
Stabilité primaire
Les conditions de mise en charge
Critères de succès de l’ostéointégration
Échecs de l’ostéointégration
Conclusion
Bibliographie

Définition

À l’origine, en 1977, Brånemark définit l’ostéointégration comme « une apposition osseuse directe sur la surface implantaire sans interposition de tissu fibreux ».

En 1985, il la redéfinit comme « une jonction anatomique et fonctionnelle directe entre l’os vivant remanié à la surface d’un implant supportant une charge prothétique ».

En 1990, Zarb et Albrektsson proposent une nouvelle description : « c’est un processus par lequel une fixation rigide et asymptomatique d’un matériau alloplastique est obtenue et maintenue dans l’os pendant la charge fonctionnelle ».

Historique de l’ostéointégration

Dans les années 1950, Brånemark étudie la circulation sanguine et la réparation osseuse. Il projette alors d’implanter une chambre optique métallique dans un os long. Cependant, il ne sait pas quel métal choisir pour que ces chambres soient bien tolérées.

Un chirurgien orthopédique, Emneus, étudie divers métaux afin de réaliser des prothèses de la hanche. Le titane lui semble prometteur, un matériau peu connu à l’époque, surtout utilisé en Union Soviétique dans l’industrie nucléaire. Brånemark parvient à s’en procurer et implante ses chambres optiques en titane. À la fin de l’expérimentation, celles-ci s’avèrent difficiles à retirer, ce qui lui inspire l’idée d’utiliser le titane en chirurgie osseuse, notamment pour des implants dentaires destinés à stabiliser une prothèse implanto-portée (premier patient en 1965).

Une expérimentation animale sur le chien est réalisée et publiée en 1969. Elle fait état d’une stabilité à long terme de l’interface os-implant dentaire d’au moins 4 ans. Avec cette publication, Brånemark et ses collaborateurs sont parmi les premiers à défendre l’idée que la pérennité d’un implant dentaire passe par un contact direct, sans interposition fibreuse, entre l’os et l’implant.

En 1977, ils conçoivent le terme « ostéointégration » (en anglais, ou « ostéo-intégration » en français) pour décrire cette réalité, nouvelle en implantologie. Très tôt, un professeur émérite reconnaît le potentiel de cette technologie dans le domaine des implants dentaires, amorçant un changement de paradigme dans le traitement de l’édentement.

Son équipe de recherche est la première, en dehors de la Suède, à répliquer et vérifier les résultats cliniques obtenus par l’équipe de Brånemark. Un grand nombre de patients en Amérique du Nord doivent à ce professeur, Zarb, l’organisation de la Conférence de Toronto sur l’ostéointégration en dentisterie clinique en mai 1982. Cette initiative a permis d’introduire cette nouvelle technique aux communautés universitaires et de rendre le recours aux implants dentaires pour le traitement de l’édentement accessible au public beaucoup plus tôt que pour d’autres innovations thérapeutiques, qui prenaient souvent des années à être mises en œuvre.

Figure 1 : L’ostéointégration comme décrite par Brånemark, contact direct os-surface implantaire sous microscope électronique.

Réponses osseuses menant à l’ostéointégration

La réaction osseuse à l’implantation n’est pas spécifique. Elle suit les mêmes règles et séquences de réparation osseuse, communes à toute effraction du tissu osseux : fracture, forage ou greffe. À la fin de la cicatrisation, l’os néoformé ne se distingue plus de l’os préexistant.

Réponse osseuse de l’os spongieux

Phase 1 : Formation du caillot
Le sang est la première substance en contact avec l’implant. Grâce aux plaquettes qui dégranulent et relarguent des facteurs de croissance, il attire par chémotaxie des cellules indifférenciées vers le site de la plaie.

Phase 2 : Formation d’un réseau de fibrines tridimensionnelles
Lors de la formation du caillot, un réseau de fibrines se met en place, suivi d’une néo-angiogénèse locale. Des cellules ostéogéniques néo-différenciées migrent alors vers la surface. Cette migration au voisinage immédiat de la surface implantaire provoque une certaine rétraction des fibres. Selon que les fibres résistent ou non à cette traction, l’ostéogénèse se poursuit en ostéogénèse de contact ou à distance.

Phase 3 : Apposition osseuse primaire

Ostéogénèse de contact : Si les fibres sont bien ancrées à la surface et résistent à la traction des cellules, les cellules ostéogéniques peuvent atteindre directement la surface implantaire. Elles apposent alors de l’os de manière centrifuge et centripète pour immobiliser l’implant dans la structure osseuse.
Ostéogénèse à distance : Si les fibres ne résistent pas à la traction, les cellules ostéogéniques restent à distance de la surface implantaire. L’apposition osseuse se fait alors depuis les berges du trait de forage en direction de la surface implantaire.

Phase 4 : Apposition osseuse et ostéointégration
Après le déclenchement de l’apposition osseuse, l’os néoformé passe par des étapes de maturation et de remodelage. Il se transforme en os lamellaire, puis en os haversien. Au fur et à mesure de sa maturation, ses propriétés mécaniques augmentent.

Figure 2 : Réponse physiologique de l’os après la pose d’un implant.
1) Immobilisation de l’implant dans l’os.
2) Hématome.
3) Zone osseuse endommagée.
4) Os non endommagé.
5) Implant.
6) L’hématome se transforme en os.
7) Os endommagé en cours de guérison.
8) Remodelage osseux.

Réponse de l’os cortical

La réponse de l’os cortical diffère de celle de l’os spongieux. Le remodelage osseux au contact de la surface implantaire n’intervient qu ultérieurement, après une résorption locale. L’ostéointégration se produit ensuite.

Facteurs influençant l’ostéointégration

L’ostéointégration dépend de six facteurs, définis par Albrektsson :

Les matériaux utilisés

La biocompatibilité du système implantaire dépend du biomatériau et des caractéristiques de surface (composition superficielle et état de surface). Le titane (Ti) est choisi en implantologie orale pour son excellente biocompatibilité, associée à des propriétés mécaniques permettant de répondre aux exigences d’un implant, tant du point de vue de la toxicité que des fonctions qu’il doit assurer. La biocompatibilité du titane est assurée par une couche de passivation TiO2 qui le protège de la corrosion. De plus, le titane est chimiquement inerte.

La forme des implants

À l’origine, il existait deux formes principales d’implants : les vis et les cylindres. L’ostéointégration nécessite un contact étroit entre l’implant et le tissu osseux. Les faces inclinées du filetage d’un implant vissé augmentent la surface de contact, rendant ce type d’implant très favorable à une bonne ostéointégration.

L’état de surface

Les caractéristiques de surface des implants, telles que la rugosité, la composition chimique et l’énergie, influencent directement la réponse des tissus, notamment l’ostéointégration, en affectant l’adsorption des protéines et en modulant la prolifération et la différenciation cellulaire.

L’état du site implantaire

Les conditions osseuses et muqueuses sont cruciales. L’état du site, analysé à partir d’éléments radiologiques, dépend de l’anatomie locale, en particulier du type d’os et de sa cicatrisation. Le succès de l’ostéointégration est étroitement lié à ce facteur, dont dépendent les conditions de mise en charge.

La technique chirurgicale

Une élévation locale de la température lors du forage peut provoquer une nécrose du tissu osseux au voisinage du trait de forage, induisant la formation d’un tissu fibreux péri-implantaire au lieu d’une ostéointégration. Les études montrent que l’os ne supporte pas une température supérieure à 47 °C pendant plus d’une minute. Une température de 50 °C est encore plus critique. La technique de fraisage doit éviter de dépasser cette température, en utilisant des forêts de tailles croissantes et calibrés, sous irrigation, avec une vitesse de rotation lente (inférieure à 1200 tours/minute).

Stabilité primaire

La stabilité primaire est un facteur déterminant pour l’ostéointégration. Elle est principalement obtenue par la portion implantaire en contact avec les tables osseuses corticales. Le maxillaire présente souvent une corticale externe fine. Dans un os peu dense, la stabilité primaire peut être obtenue en sous-préparant le lit implantaire, en omettant le taraudage ou le passage du dernier forêt. Il est également possible de condenser localement l’os de faible densité à l’aide d’ostéotomes ou d’utiliser des implants auto-forants.

Les conditions de mise en charge

Ce paramètre a beaucoup évolué. À l’origine, Brånemark recommandait une mise en nourrice des implants avec un délai de mise en charge différé de 3 à 8 mois.

Critères de succès de l’ostéointégration

L’ostéointégration conditionne la réussite d’un implant. Albrektsson, Zarb, Worthington et Eriksson ont défini en 1986 les critères de succès suivants :

L’implant doit rester immobile lorsqu’il est testé cliniquement.
L’absence de zones radio-claires autour de l’implant doit être évidente sur un cliché rétro-alvéolaire de bonne qualité, présentant une définition suffisante.
La perte osseuse doit être inférieure à 0,2 mm entre deux examens espacés d’un an, après une perte maximale de 1,5 mm survenant au cours de la première année de mise en fonction de l’implant.
Aucun signe clinique subjectif ou objectif persistant et/ou irréversible ne doit être présent : douleur, infection, nécrose tissulaire, paresthésie ou anesthésie de la zone implantée, communication bucco-sinusienne ou bucco-nasale, effraction du canal dentaire inférieur.
Le taux de réussite doit être de 85 % à 5 ans et de 80 % à 10 ans pour considérer la technique comme un succès, selon les critères précédemment définis.
Les auteurs insistent sur la nécessité de maintenir les résultats sur le long terme.

Tableau : Critères de succès selon les écoles

Critères	Critères de succès selon Buser	Critères de succès selon Albrektsson
Mobilité	Absence	Absence
Radioclarté	Absence	Absence
Infection	Absence d’infection avec suppuration	Absence de symptômes et signes infectieux persistants
Signes objectifs et subjectifs	Absence de signes tels que douleur, sensation de corps étranger et/ou dysesthésie	Absence de symptômes et signes persistants de douleur, de névropathies, de paresthésies et d’effraction du canal mandibulaire
Taux de succès	X	Taux de succès de 85 % à 5 ans et de 80 % à 10 ans

Échecs de l’ostéointégration

Les échecs peuvent être classés en fonction du temps de pose de la prothèse : échecs précoces (avant la phase prothétique) ou tardifs (après la phase prothétique). Ils peuvent être dus à :

Un échauffement de l’os pendant la préparation du site receveur.
Figure 3 : Échec de l’ostéointégration des implants.
Figure 4 : Implants extraits après échec de l’ostéointégration.
Figure 5 : Formation d’un tissu fibreux inflammatoire autour de l’implant.

Bibliographie

Albrektsson T, Sennerby L. 1991. State of the art in oral implants. J Clin Periodontol 18(6):474–481.
Albrektsson, T; Johansson, C; Lundgren, AK; Sul, YT. & Gottlow J. (2000). Experimental Studies on Oxidized Implants: A histomorphometrical and biomechanical analysis. Applied Osseointegration Research, 1, 21-24.
Albrektsson T, Zarb G, Worthington P, Eriksson AR. The long-term efficacy of currently used dental implants: a review and proposed criteria of success. Int J Oral Maxillofac Implants 1986; 1(1):11-25.
Asbjorn J; Osseointegration and Dental Implants; 2008, John Wiley & Sons.
Att W, Tsukimura N, Suzuki T, Ogawa T. Effect of supramicron roughness characteristics produced by 1-and 2-step acid etching on the osseointegration capability of titanium. Int J Oral Maxillofac Implants 2007;22(5):719–728.
Bally J. Étude quantitative de la rugosité de surface d’implant dentaire. Nancy Université 2011.

Voici une sélection de livres:

Ostéointégration

Dr J Dupont

Dr J Dupont, chirurgien-dentiste spécialisé en implantologie, titulaire d’un DU de l’Université de Paris, offre des soins implantaires personnalisés avec expertise et technologies modernes.

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