La osteointegración tiene la intención de estimular el desencadenamiento de los complejos procesos biológicos que la facilitan, poniendo especial atención a los tipos de células y a los mediadores (citosinas o citoquinas) implicados.
El proceso de la osteointegración consiste de cuatro etapas; cada una asociada a un evento biológico característico:
1) Hemostasia: formación del hematoma (sangrado y coagulación).
2) Inflamación: degradación del coagulo y limpieza de la herida (fibrinólisis).
3) Proliferación: formación de tejido granular (fibroplasia y angiogénesis).
4) Remodelación: síntesis y mineralización de nuevo hueso.
La homeostasis (fase exudativa) comienza con el trauma quirúrgico provocado por la perforación de la fresa para la posterior colocación de los implantes. La duración de esta fase es de minutos a horas.
Con el trauma óseo de la matriz ósea y las proteínas, los factores de crecimiento y diferenciación, que están almacenados en la matriz ósea, se convierten en solubles debido a las enzimas proteolíticas de las plaquetas sanguíneas.
Las plaquetas se agregan en las filtraciones vasculares formando trombos blancos.
Después de agregarse las plaquetas, se degranulan y liberan factores de crecimiento vasoconstringentes y mitogénicos.
El sangrado de los vasos sanguíneos lesionados sienta las bases de la polimerización de fibrinógeno para crear una primera matriz extracelular.
La polimerización de fibrinógeno se lleva a cabo por la trombina y es iniciado por las plaquetas (sistema extrínseco) y por la cascada de la vía intrínseca de la coagulación.
La trombina se forma a partir del precursor protrombina en una reacción catalizada por la enzima tromboplastina, en presencia de iones de calcio.
La tromboplastina se encuentra en casi todos los tejidos y se libera cuando existe rotura de plaquetas y lesión de las células hísticas.
La trombina transforma el fibrinógeno a fibrina, convirtiendo así al fibrinógeno en un monómero de fibrina.
Los monómeros se unen formando oligómeros y cuando estos oligómeros son más grandes que 0,5μm. se denominan protofibrillas.
Las protofibrillas se asocian lateralmente entre sí generando ramificaciones, haciendo de la fibrina una red tridimensional. En esta estructura el ion calcio tiene un importante papel.
A través de la absorción de proteínas, las células son capaces de adherirse a la superficie de titanio.
Las consecuencias de la unión de las células están influenciadas ampliamente por este recubrimiento inicial del titanio con proteínas de la sangre.
La fase inflamatoria se inicia aproximadamente a los 10 minutos y dura los primeros días después de la cirugía.
Comienza con la degranulación de las plaquetas que liberan factores de crecimiento.
La histamina, vasodilatador derivado de las plaquetas; incrementa el flujo sanguíneo, disminuye la velocidad, e induce la hiperemia.
La transición a la fase proliferativa se caracteriza por la formación de una nueva matriz extracelular a través de la angiogénesis.
Los fibroblastos se mueven a través de la matriz de fibrina en forma ameboidea.
Mediante MMPs de la membrana (metaloproteinasas de matriz extracelular), degradan la matriz de fibrina cavando túneles en ella.
Sintetizan nuevo colágeno y elastina y ayudan a formar un tejido de granulación que incluye la angiogénesis.
El movimiento de los fibroblastos es dirigido por el gradiente de concentración de los factores de crecimiento producidos por los macrófagos.
El nuevo hueso se forma únicamente en relación a los vasos sanguíneos.
Las células maduras del hueso no sobreviven más de 200 µm (micras) de distancia de un vaso sanguíneo.
En primer lugar, el vaso sanguíneo se desarrolla y a continuación le sigue el hueso, llamándose este proceso “osteogénesis angiogenética”.
La formación de nuevo hueso necesita un entorno mecánicamente estable.
La célula osteoprogenitora se adhiere a la superficie de un implante a través de integrinas.
Las integrinas se unen a proteínas de la matriz extracelular tales como fibronectina.
Un osteoblasto no se adhiere directamente a un metal, pero si a la capa de proteínas situada en la parte exterior del implante.
Después de un firme apego a la superficie, la célula osteoprogenitora se vuelve secretora y ahora es conocida como osteoblasto que comienza a expresar osteocalcina y fosfatasa alcalina.
Las células osteoprogenitoras se diferencian a partir de las células mesenquimales y cuentan con potencial para diferenciarse hacia condroblastos u osteoblastos.
La nueva formación de hueso comienza con la secreción de una matriz de colágeno por los osteoblastos.
En la fase de remodelación uno de los jugadores celulares clave son los osteoclastos. Los osteoclastos aparecen en la lesión a los pocos días.
Empiezan a crear espacio para la nueva formación de hueso y eliminan los contactos primarios hueso-implante.
Al principio, la acción de los osteoclastos depende de los osteoblastos que controlan la osteoclastogénesis.
