Resorbsi dan aposisi tulang alveolar -Remodeling sekunder

Resorbsi dan aposisi tulang
alveolar
•Remodeling sekunder
Dr. drg. Tita Ratya Utari Sp. Ort
23 April 2016

TULANG




Tulang adalah jaringan dinamis yang
mengalami adaptasi terus menerus selama
hidup untuk mencapai dan mempertahankan
ukuran skeletal, bentuk, dan integritas
struktural dan untuk mengatur homeostasis
mineral.
Remodeling tulang mempertahankan
integritas kerangka melalui aktivitas yang
seimbang dari jenis sel penyusunnya dan
menjaga homeostasis mineral.

Alveolar Bone







Tulang kortikal tipis dan
berpori (lamina dura)
Cairan dipompa masuk dan
keluar dari PDL
Di bawah tulang trabekular
Mengalami remodelling
sebelum gigi bisa
digerakkan

• Ligamen periodontal dan tulang alveolar
adalah dua struktur penting yang secara aktif

berperan dalam proses remodeling tulang
sebagai respon terhadap kekuatan mekanik.
Fibroblast, osteoblas, osteosit, osteoklas,
odontoblasts, cementoblasts, kondrosit dan
sel-sel kekebalan (immune cells) adalah jenis
sel utama yang memiliki peran interaktif
dalam proses remodeling (Nayak dkk., 2013).

Pergerakan Gigi








Kekuatan akan mendorong gigi ke dinding tulang alveolus,
membrana periodontalis terjepit diantara gigi dan dinding alveolus,
terjadi resorpsi tulang didaerah itu.

Daerah yg berlawanan, gigi menjauh dari dinding tulang alveolus,
melebarnya membrana periodontalis memberikan
tarikan, daerah itu terjadi aposisi tulang.
Proses remodeling tulang dirangsang oleh pemberian kekuatan pada
gigi, gigi berpindah dan integritas tulang tetap terpelihara.
Gigi bergerak dlm tahap:
 Segera setelah pemberian kekuatan, gigi bergerak karena
elastisitas tulang.
 Setelah periode diam, gigi bergerak karena resorpsi.

Aksioma dasar perawatan ortodontik adalah
o e tra es tooth ove e t (tula g e gikuti
jejak gerakan gigi), yang berarti jika terjadi
gerakan gigi secara ortodontik tulang disekitar
soket alveolus akan remodeling dalam derajat
yang sama besar (Reitan, 1964). Sehingga
berkembang rasio remodeling tulang (bone/B)
dengan gerakan gigi (teeth/T) (B:T) 1:1 (Vardimon
dkk, 1998).

FASE GERAKAN GIGI

Initial tipping phase

Progres gerakan gigi
dibagi dalam tiga stage
(Burstone):

Lag phase

Post lag phase
(progressive tooth
movement)

Initial tipping terjadi ketika kekuatan (tip)
diberikan pada mahkota gigi. Ligamen
periodontal (PDL) dikompresi dekat marginal
alveolar di sisi ke arah mana gigi tersebut akan
digerakkan. Di sisi berlawanan, PDL melebar atau
berada di bawah regangan.

The lag phase represents a delay in movement,
which reflects recruitment of cells and the
establishment of a microenvironment that will allow
the PDL and bone to remodel. This is when
osteoclasts are recruited to the area and
osteoblasts are activated
The final phase represents tissue turnover, which
allows reduction of the applied strain terminating in
tooth movement and appliance deactivation. Bone
resorption is dominant in pressure areas, and bone
formation is dominant in areas of tension.

BONE REMODELING

Bone remodelling terdiri dari dua tahap yang berbeda, yaitu resorpsi tulang, removal
mineral-mineral dan serat-serta collagen dari tulang oleh osteoclasts, dan deposition
tulang, penambahan mineral-mineral dan serat-serat collagen pada tulang oleh
osteoblasts.

Urutan Bone Remodeling

Remodelling










Proses remodelling dilakukan oleh osteoblast dan
osteoclast.
Sel-sel tersebut umumnya berasal dari dalam membrana
periodontalis, dan pembuluh darah.
Stimulus  merangsang osteoblast dan osteoclast
menjadi aktif.
Aktivitasnya memerlukan banyak energi, sehingga dalam
selnya banyak mengandung mitochondria.

Sistem vaskularisasi harus memadai dan sumber sel yang
potensial dan dapat diaktifkan dengan cepat.

Membrana periodontalis terletak diantara
gigi dan tulang alveolus.

Tekanan yang mengenai gigi akan menjepit
membrana periodontalis.

Tekanan yang kuat akan menyebabkan
pembuluh darah tersumbat.

Tersumbatnya pembuluh darah akan
menyebabkan tidak aktifnya komponen sel-sel
dalam membrana periodontalis dan mungkin
akan menyebabkan matinya sel-sel tersebut.

Oleh karena itu pemberian kekuatan tidak boleh
terlampau kuat sehingga pembuluh darah
menjadi terjepit

Resorpsi





Kekuatan akan mendorong gigi ke dinding tulang alveolus,
Membrana periodontalis terjepit diantara gigi dan dinding
Alveolus, terjadi resorpsi tulang didaerah itu.
Daerah yang berlawanan, gigi menjauh dari dinding tulang
alveolus, melebarnya membrana periodontalis memberikan
tarikan, daerah itu terjadi aposisi tulang.
 Proses remodeling tulang dirangsang oleh pemberian kekuatan
pada gigi, gigi berpindah dan integritas tulang tetap terpelihara
Gigi bergerak dalam 2 tahap :
1. Segera setelah pemberian kekuatan, gigi bergerak karena
elastisitas tulang.
2. Setelah periode diam, gigi bergerak karena resorpsi.

Fenomena biologis pd gerakan gigi secara ortodontik meliputi:
1. Stimulus
2. Transducer
3. Respon

Pergerakan Gigi dan Modeling Tulang






Laju pergerakan gigi berhubungan
dengan efisiensi modeling tulang
dan respon remodeling di tulang
alveolar.
Gambar disamping merupakan
gambaran histologi dari frontal
resorpsi di sepanjang PDL dengan
remodeling yang berlangsung

dalam jalur pergerakan.
Koordinasi antara PDL dan
pemodelan tulang periosteal
memungkinkan gigi untuk
mempertahankan dukungan
periodontal sambil mengubah
posisi relatif terhadap apical base.

(a). Gambar histologi
undermining remodeling.
(b). Zona kompresi maksimal
PDL premolar mandibula
ujung arah labial.
Cr: Center of Rotation









Kekuatan ortodontik adalah beban statis yang ditumpangkan pada fungsi
(Roberts et al, 1984).
Saat PDL terkompresi maksimal, beban fungsional yang berat di alihkan secara
langsung ke area lamina dura.
Hal ini menimbulkan hipotesis bahwa beban dinamik hasil pengunyahan
mempercepat kerusakan fatiq dalam tulang yang berdampingan dengan nekriotik
PDL.
Kemudian, undermining resorption menghapus tulang yang rusak, yang
memungkinkan gigi dapat bergerak.

Namun, remodeling tulang dari
proses alveolar pergerakan gigi
yang terus menerus, muncul
menjadi atropik yang sama dan
mekanisme hipertropik yang
operatif terhadap adaptasi
fungsional di seluruh tulang.

PDL merupakan properti biomekanik yang
unik yang memungkinkan menghasilkan
respon modeling tulang bahkan terhadap
beban postural yang ringan
R: Remodeling M: Anabolik dan katabolik modeling

R: Resorpsi F: Formasi

Modeling Anabolik
dan Katabolik






Gambar disamping
mendemostrasikan modeling
anabolik dan katabolik didalam
proses alveolar pada arah
pergerakan gigi.
Proses Alveolar yang menipis oleh
resorpsi tulang pada permukaan
PDL, lempeng labial dari tulang
terkena ketegangan fungsional yang
berlebihan.
Sebuah reaksi Hipertropik pada
permukaan periosteal menambah
tulang untuk mengembalikan tingkat
regangan ke kisaran optimal.
CM: Catabolik modeling. AM: Anabolic modeling











Gambar disamping menunjukkan reaksi
komplimentari di dalam proses alveolar
yang mengikuti pergerakan gigi.
Saat proses alveolar menipis oleh karena
aposisi tulang pada permukaan PDL,
permukaan periosteal terkena ketegangan
fungsional yang tidak memadai.
Modeling katabolik dipacu oleh
mekanisme atropik.
Proses alveolar menipis sampai
permukaan tegangan pada permukaan
penyerap kembali ke kisaran fisiologis
yang optimal.
Gigi bergerak menjauh dari tulang
alveolar, modeling anabolik dan katabolik
reposisi ujung alveolar untuk menjaga
dukungan optimal periodontal untuk gigi.
CM: Catabolik modeling. AM: Anabolic modeling

In summary








Dapat disimpulkan bahwa respon koordinasi modeling dan
remodeling dari tulang pendukung selama pergerakan gigi
dikontrol secara mandiri dari respon PDL.
Di dalam PDL dan sepanjang permukaan periosteal,
reaksi osteogenik terjadi melalui mekanisme hipertropik.
Namun, respon osteoclastik pada PDL/bone interface,
setidaknya pada inisiasi pergerakan gigi, muncul sebagai
respon kegagalan.
Modeling catabolik pada permukaan periosteal terkait
dengan atropi yang tidak terpakai.

Metabolisme Calsium dan
Pergerakan Gigi










Defisiensi renal diasosiasikan dengan tingkat parathyroid yang tinggi
yang menigkatkan remodeling tulang proses alveolar.
Tingginya aktifitas remodeling tulang pada tulang alveolar membantu
respon pergerakan gigi (Shirazi et al, 2001).
Aktifitas metabolit vitamin D, yang meningkatkan respon osteoclast
(remodeling) di tulang alveolar, berkaitan dengan peningkatan laju
pergerakan gigi (Takano-Yamamoto et al, 1992).
Dari prespective orthodontik, biomekanik dan metabolisme kasium
mempunyai pengaruh yang kuat terhadap tulang alveolar .
Kondisi hormonal lain yang bisa menambah laju pergantian skeletal
dan meningkatkan laju pergerakan gigi adalah tingkat hormon estrogen
yang tinggi saat kehamilan (Hellsing dan Hammarstrom, 1991; Roberts
et al, 2006a).

Macam Resorpsi
1. Frontal resorption.
 Bila pembuluh darah dalam membrana periodontalis tidak
tersumbat, resorpsi tulang terjadi langsung pada
permukaan tulang.
2. Undermining resorption / rear resorption
 Bila tekanan yang diberikan terlalu kuat, pembuluh darah
 tertutup, catu darah tidak ada, kemunduran jaringan
(regresi), sel –sel menghilang, degenerasi hyalin.
 Resorpsi mulai dari substantia spongiosa menuju ke
permukaan tulang alveolus.
 Mula-mula jaringan nekrotik diserap, diikuti pebentukan
jaringan baru.

• “Frontal resorption” because it occurs
between the root and the lamina dura.



Light, continuous forces
• Osteoclasts formed
• Removing lamina dura
• Tooth movement begins
• This process is called “FRONTAL
RESORPTION”.

LIGHT forces leading to FRONTAL RESORPTION
 Phase 1 – Kompresi Mechanis dan tension dari periodontium
 Phase 2 --- Secara mekanis menginduksi respon sellular dan genetic; tidak ada pergerakan
gigi
 Phase 3 --- Pergerakan gigi meningkat kecepatannya karena resorpsi tulang frontal

Effects of HEAVY forces on the periodontium

 Heavy, continuous forces
Suplai darah ke PDL tersumbat
Aseptic necrosis
PDL menjadi “hyalinized” – “HYALINIZATION”
Proses ini dinamakan “UNDERMINING
RESORPTION”.

HEAVY forces leading to UNDERMINING RESORPTION
 Tahap 1 -- kompresi mekanis dan ketegangan periodonsium
 Tahap 2 -- Melanjutkan kompresi mekanis; sedikit respon seluler dan genetik;
tidak ada pergerakan gigi
 Tahap 3 -- Sel direkrut dari sisi undermining lamina dura, tidak dalam PDL, untuk
menginduksi undermining resorpsi tulang

Undermining resorption / rear
resorption
If the forces are
grossly excessive,
resorption of the
tooth surfaces may
also accur. Nonvitaly
and ankylosis of the
tooth are other
possible
consequences of
extreme orthodontic
forces.

“Undermining resorption” because it occurs on the underside of
lamina dura, not between lamina dura and the root.

Point:


Frontal resorption facilitates
orthodontic tooth movement,
whereas undermining resorption
impedes (menghamba)
orthodontic tooth movement.

Perubahan Pada Pembuluh Darah
Tekanan ringan merangsang frontal resorption, tekanan kuat
menyebabkan vascular thrombosis & akhirnya kematian
membrana periodontalis.
Schwarz :

20 – 26 gr/cm persegi

Tekanan kapiler darah, tekanan lebih besar dr itu akan
menyebabkan hyalinisasi bahkan resorpsi akar atau kematian
pulpa.
Kesimpulan:
aktivitas seluler sangat tergantung catu darah yg cukup nutrisi
dan untuk menyerap sisa-sisa metabolisme.

Perubahan Seluler



Resorpsi tulang oleh osteoclast, 1 sel mampu
meresorpsi
Tulang yang dibentuk oleh 100 osteoblast jumlahnya
hanya sedikit.

Osteoclast berasal dari:
 Precursor sel : - sel mesenchimal
- perivascular stem cell
 Fusi dr beberapa sel : - fibroblast
- osteoblast
- osteocyt.

APOSISI
 Gigi bergerak, tulang baru
di aposisikan di daerah
tulang yang tertarik.
 Tulang baru di aposisikan
pd permukaan tulang yg
berhadapan dengan
membrana periodontalis.
 Bundel principal fiber
besar-besar, matrix
dideposisikan sepanjang
serabut.
 Bundel kecil, matrix
dideposisikan lebih merata
sepanjang permukaan
tulang.

Osteoblast
Membutuhkan enerji  catu darah
cukup.
Bertambah jumlahnya dng cara :
 Proliferasi/diferensiasi sel
precursor
 Proliferasi/diferensiasi
perivascular stem cell
Proliferasi & diferensiasi terlihat 1 –
2 hari setelah pemberian kekuatan.

Pembelahan sel osteoblast

Compensatory Bone Formation

Bagaimana tarikan pada membrana periodontalis
dapat merangsang produksi osteoblast ?


Epker & Frost : fenomena piezoelektrik terlibat.
 Tarikan merubah struktur kristal tulang, tulang menjadi cekung,
timbul muatan listrik negatif, merangsang aktivi tas osteoblast



Membrana periodontalis terikat kuat ke tulang alveolus, tarikan akan
merubah struktur kristal tulang, tulang menjadi cekung, timbul
muatan listrik negatif, merangsang pembentukan tulang baru.



Pada saat gigi bergerak ke arah bergeraknya gigi.
 Serabut-serabut dalam membrana periodontalis akan tertanam
dalam tulang baru, menjadi serabut Sharpey’s baru.

• Proliferation of BMSC (bone marrow
stromal cells) and initiate osteoblastic
differentiation.
• BMP-2 is an osteoconductive agent and a
potent growth factor that is involved in
the recruitment, proliferation and
differentiation of mesenchymal progenitor
cells, and eventually resulted in the
production of bone tissue (Wozney, 1989).

REMODELING SEKUNDER







Dalam perawatan aktif, ada daerah yang mengalami
resorpsi dan aposisi tulang, sehingga ada daerah yang
menjadi lebih tebal dan daerah yg menjadi tipis.
Remodeling sekunder berguna untuk mempertahankan
ketebalan tulang dan mempertahankan hubungan
antara gigi ke tulang alveolus agar relatif konstan.
Bagaimana bisa terjadi mekanisme seperti ini, masih
belum jelas.
Menunjukkan bahwa mekanisme kontrol biologis yang
sangat rumit ikut aktif dalam proses resorpsi dan aposisi.

Remodelling Sekunder

Remodelling Sekunder

KEADAAN UMUM








Tekanan dan tarikan merangsang remodeling tulang selama
bergeraknya gigi.
Kecepatan dan ke- mudahan respon seluler terhadap kekuatan
orto- dontik dihubungkan dengan kandungan sel dan
sensivitasnya dalam membrana periodontalis.
Membrana periodontalis yg mengandung banyak sel
mempunyai potensi yg lebih cepat & lebih reaktif.
Pada anak-anak, pembentukan tulang tejadi 1 – 2 hari setelah
pemberian kekuatan.
Pada dewasa baru mulai setelah 8 – 10 hari.
Pada proses resorpsi, kepadatan tulang merupa- kan variabel.

Daftar Pustaka




http://nutritionreview.org/2014/07/drynaria-gentledental-herb/
Vinod Krishnan dan Ze’ev Davidovitch. 2009.
Biological mechanisms of tooth movement. USA:
Blackwell publishing Ltd.