Modelage et remodelage au cours de l’ostéo-intégration

doi:10.1016/j.revsto.2013.01.017

Revue de Stomatologie, de Chirurgie Maxillo-faciale et de Chirurgie Orale

Volume 114, Issue 3, June 2013, Pages 159-165

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Résumé

Le modelage est un ensemble d’activités cellulaires impliquant les ostéoblastes dans la mise en place des pièces squelettiques essentiellement chez l’embryon et le fœtus. Le remodelage est un processus adaptatif complexe impliquant l’action coordonnée des ostéoblastes et des ostéoclastes. Il intervient une fois que le squelette est constitué. Les voies de signalisation intercellulaires impliquent de nombreuses cytokines et facteurs de croissance. Cependant, le modelage osseux, survenant par action directe des ostéoblastes sans intervention préalable des ostéoclastes, peut survenir dans certaines circonstances, en particulier au contact des biomatériaux comme les implants et les matériaux de greffe. Nous rappelons les notions essentielles du couplage intercellulaire ainsi que les aspects microscopiques de l’évolution du modelage vers le remodelage au contact des implants et biomatériaux. La qualité osseuse est considérablement améliorée par le remodelage qui met en place un os lamellaire aux propriétés biomécaniques supérieures à celles de l’os non lamellaire formé par modelage.

Summary

Modeling is a group of cellular activities implicating osteoblasts in the development of various skeletal bones in the embryo and fetus. Remodeling is a complex adaptive process involving the coordinated action of osteoblasts and osteoclasts. It occurs once the skeleton is mature. Intercellular signaling pathways involve a great number of cytokines and growth factors. However, bone modeling, occurring by direct action of osteoblasts without prior action of osteoclasts, can occur in some circumstances, especially when in contact with biomaterials such as implants and grafted materials. We reviewed the basic concepts of cell coupling and the microscopic aspects of transition from modeling to remodeling in direct contact with dental implants and biomaterials. Bone quality is greatly improved by remodeling which is associated with the deposit of lamellar bone, the biomechanical properties of which are superior to those of non-lamellar bone formed by modeling.

Section snippets

Le modelage

Notre squelette se compose d’environ 213 pièces osseuses qui sont mises en place par un processus de modelage à partir du feuillet mésoblastique (pour le squelette axial, une partie de la base du crâne et le squelette appendiculaire) et de l’ectomésenchyme des crêtes neurales pour la majorité du squelette de la tête. La dualité de mise en place des formations osseuses dans ces deux zones est bien connue et fait intervenir des gènes du développement qui s’activent de façon séquentielle selon des

Le remodelage

Le squelette adulte est un tissu complexe qui s’adapte à de nombreuses variations hormonales et mécaniques ; le tissu osseux a plusieurs rôles :

•
il s’adapte aux contraintes mécaniques (en particulier la force de gravité et les contraintes musculaires) ;
•
il sert d’ancrage et de support aux dents ;
•
c’est le principal réservoir en ions calcium, phosphate et sodium de l’organisme et il participe ainsi au métabolisme phosphocalcique ;
•
c’est un tissu hôte pour les cellules hématopoïétiques qu’il isole et

Modelage et remodelage au contact des biomatériaux et des implants

Lorsque la masse osseuse (ou la microarchitecture osseuse) a disparu localement, différentes fonctions ne sont plus assurées. Les plus évidentes, de par leurs retentissements en termes de qualité de vie, sont la perte d’adaptation aux contraintes (responsable de fractures par insuffisance osseuse) et la perte d’os alvéolaire entraînant une édentation [1]. Certains médicaments sont adaptés pour préserver ou restaurer la masse osseuse à l’échelle du squelette (traitement de l’ostéoporose par

Le basic multicellular unit (BMU)

Le remodelage osseux fait intervenir un ensemble de cellules, appelé basic multicellular unit (BMU) d’origines différentes (hématologique pour les ostéoclastes, mésenchymateuse pour les ostéoblastes) et de modes de fonctionnement différents (isolément pour les ostéoclastes, association pour les ostéoblastes – ostéocytes - cellules bordantes) [2], [3], [4]. À l’état physiologique, la séquence de remodelage débute toujours par une phase de résorption. À la surface du tissu osseux trabéculaire,

Déclaration d’intérêts

L’auteur déclare ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.

Références (16)

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Bone loss and teeth
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Some ABCs of skeletal pathophysiology. III: Bone balance and the delta B.BMU
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Cited by (3)

FOXO1 differentially regulates bone formation in young and aged mice
2022, Cellular Signalling
Citation Excerpt :
The biological process of bone remodeling relies on the participation of bone metabolism-related cells, such as osteoblasts, osteoclasts, and mesenchymal stem cells. It is also affected by various local and systemic factors [10]. As the functional cells that synthesize bone matrix and mediate bone formation, the number and function of osteoblasts determine bone formation.
It is a great challenge to develop a safe and effective treatment strategy for age-related osteoporosis and fracture healing. As one of the four FOXO transcription factors, FOXO1 is essential for cell proliferation, survival, senescence, energy metabolism, and oxidative stress in various cells. Our previous study demonstrated that specific Foxo1 gene deletion in osteoblasts in young mice results in bone loss while that in aged mice shows the opposite effect. However, the mechanism underlying the differential regulation of bone metabolism by FOXO1 remains to be elucidated. In this study, we generated osteoblast-specific Foxo1 knockout mice by using Foxo1^fl/fl and Bglap-Cre mice. In young mice, Foxo1 gene deletion inhibits osteoblast differentiation, leading to a decreased osteoblast number and decreased bone formation rate because of the weakened ability to resist oxidative stress, eventually resulting in bone loss and delayed healing of bone defects. In aged mice, high levels of reactive oxygen species (ROS) promote the diversion of CTNNB1 (β-catenin) from T cell factor 4 (TCF4)- to FOXO1-mediated transcription, thereby inhibiting Wnt/β-catenin signaling and leading to decreased osteogenic activity. Conversely, FOXO1 deficiency indirectly promotes the binding of β-catenin and TCF4 and activates Wnt/β-catenin signaling, thereby alleviating age-related bone loss and improving bone defect healing. Our study proves that FOXO1 has differential effects on bone metabolism in young and aged mice and elucidates its underlying mechanism. Further, this study provides a new perspective on the treatment of age-related osteoporosis.
Necrosis of the femoral head, X-ray microtomography (microCT) and histology of retrieved human femoral heads
2021, Morphologie
Citation Excerpt :
The most important finding always noted in this series of AON was that the interface between these two areas was represented by a smooth cement-line (Fig. 5B). This is characteristic of a modeling process, i.e. the apposition of new bone without prior resorption by osteoclasts [41]. Bone modeling phenomena are rare in adults.
Aseptic osteonecrosis of the hip (AON) is a rare, but well-known pathology in rheumatology and orthopedic surgery that is a necrosis of the articular cartilage secondary to a necrosis of the subchondral bone. The microscopic aspect is well known, but the microCT aspect has never been reported or correlated with histopathological findings. The objective of this study was to improve the knowledge of the pathophysiology of AON using histochemistry and microCT. One hundred and sixty femoral heads with stage 3 or 4 AON were analyzed: one half of the head was sent for microCT analysis after impregnation with phosphotungstic acid (PTA) and the other half was used for histological analysis without decalcification. The microCT analysis provides relevant information on the cracked articular cartilage and the relationship with the necrotic subchondral trabecular bone well illustrated on three videos. In histology, Goldner's trichrome showed that the articular cartilage remains well preserved for a long time. In addition, toluidine blue staining reveals a modeling process, i.e. the apposition of new bone without prior resorption by osteoclasts. Rhodamine B staining (fluorescence analysis) reveals that the osteonecrotic trabeculae and subchondral bone were devoid of osteocytes. Areas of peri-necrotic osteosclerosis are due to direct bone formation on the surface of pre-existing necrotic trabeculae.
L’ostéonécrose aseptique de la hanche (ONA) est une pathologie rare, mais bien connue en rhumatologie et en chirurgie orthopédique. C’est une nécrose du cartilage articulaire secondaire à une nécrose de l’os sous-chondral. L’aspect microscopique est bien connu, mais l’aspect microCT n’a jamais été rapporté ni corrélé avec les résultats histopathologiques. L’objectif de cette étude était d’améliorer la connaissance de la physiopathologie des ONA en utilisant une méthode histochimique et la microCT. Cent soixante têtes fémorales avec des ONA de stade 3 ou 4 ont été analysées : une moitié de la tête était employée pour une analyse microCT après imprégnation à l’acide phosphotungstique (PTA) et l’autre moitié était utilisée pour analyse histologique sans décalcification. L’analyse microCT a donné des informations pertinentes sur le cartilage articulaire fissuré et sur la relation avec l’os trabéculaire nécrotique sous-chondral bien visualisé sur trois vidéos fournies en annexe. En histologie, le trichrome de Goldner a montré que le cartilage articulaire restait bien préservé pendant longtemps. De plus, la coloration au bleu de toluidine a révèlé un processus de modelage, c’est-à-dire l’apposition d’os nouveau sans résorption préalable par les ostéoclastes. La coloration à la rhodamine B (analysée en fluorescence) a révèlé que les travées ostéonécrotiques et l’os sous-chondral étaient dépourvus d’ostéocytes. Les zones d’ostéosclérose péri-nécrotique sont dues à un modelage osseux direct sur la surface de travées nécrotiques pré-existantes.
UV Photocatalysis of Bone Marrow-Derived Macrophages on TiO<inf>2</inf> Nanotubes Mediates Intracellular Ca<sup>2+</sup> Influx via Voltage-Gated Ca<sup>2+</sup> Channels
2015, Journal of Nanomaterials

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48e Congrès de la SFSCMFModelage et remodelage au cours de l’ostéo-intégrationBone modeling and remodeling during osseointegration

Résumé

Summary

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Le modelage

Le remodelage

Modelage et remodelage au contact des biomatériaux et des implants

Le basic multicellular unit (BMU)

Déclaration d’intérêts

Joint Bone Spine

J Pharmacol Toxicol Methods

Biochem Biophys Res Commun

Blood

Bone

J Dent

The pathomechanics of osteoporoses

Clin Orthop Relat Res

Some ABCs of skeletal pathophysiology. III: Bone balance and the delta B.BMU

Calcif Tissue Int

48^e Congrès de la SFSCMF
Modelage et remodelage au cours de l’ostéo-intégrationBone modeling and remodeling during osseointegration