Growth factors in distraction osteogenesis

Abstract

 Although growth factors have been demonstrated during bone healing, their presence has not yet been confirmed in callus distraction. Therefore, in 3 patients we searched for cytokines during callus distraction. Bone biopsies were immuno-histochemically stained for TGF-β1, IGF-I, TGF-β type II receptor, IGF receptor, and proliferating cell nuclear antigen (PCNA). Histologically we found immature woven bone in the middle of the callus zone and increasing calcification and lamellar bone in the re-modelling zone. Osteoblasts and fibroblast-like cells in the middle zone, and osteoblasts in all zones stained for TGF-β and its receptor. The number of positive staining cells related to proliferous activity as assessed both by PCNA, and by bone density in radiographs. IGF-I could be detected everywhere. In conclusion, growth factors are present in bone formation and in areas of re-modelling during callotasis. Their relation to proliferous activity and radiographic density supports their involvement in osteogenesis.

Résumé 

La présence de facteurs de croissance a été montrée dans la consolidation osseuse mais pas encore établie dans les cals par distraction. Nous avons étudié les cytokines durant la distraction chez 3 patients. Des examens immuno-histo-chimiques ont été faits à partir de biopsie pour étudier les facteurs TGF-β, IGF-I, récepteurs TGF-β II, récepteurs IGF et l’antigène nucléaire de prolifération (PCNA). Histologiquement, nous avons trouvé de l’os immature dans la zone médiane du cal et, dans la zone de remodelage une calcification avec os lamellaire. Les ostéoblastes en général et les cellules fibroblastes-like de la zone médiane ont été positives pour le facteur TGF-β et son récepteur. Il existe une corrélation entre la quantité de cellules positives et l’activité proliferative trouvée par la PCNA et par la densité radiologique. Le facteur IGF-I a été détecté ubiquitairement. En conclusion, les facteurs de croissance sont présents dans l’os en formation et en remodelage des cals par extension. La correlation entre l’activité proliferative cellulaire et la densité radiographique, souligne leur rôle dans le processus ostéogénique.