Revista Den t a l d e C h i l e 2010; 1 0 1 ( 3 ) 1 0 - 1 6 Revisión Bibliográfica Autores: Distracción Osteogénica Craneofacial (D.O.C): Antecedentes. Craniofacial Osteogenic. Distraction (C.O.D): A review. Prof. Dra. Noemí Leiva 1 Prof. Dr. Cristian Vergara 2 Dra. Renata Corsini 3 1 Directora Instituto de Rehabilitación de Malformaciones y Deformaciones Maxilofaciales. I.R.M.A.D.E.M.A. Facultad de Odontología, Universidad de Chile. 2 Ortodoncista. Académico I.R.M.A.D.E.M.A. 3 Cirujano Dentista. Estadía año 2011, I.R.M.A.D.E.M.A. Resumen La distracción osteogénica (DO) es un método desarrollado para prolongar o reconstruir tejido óseo, basado en el mecanismo reparativo del cuerpo humano. Los primeros reportes de DO datan de 1905, sin embargo la técnica no obtuvo aceptación hasta los años ‘50. Durante la primera mitad del siglo XX se realizaron las primeras DO mandibulares, presentándose múltiples inconvenientes. Actualmente existe un amplio respaldo científico a la DO tanto en la mandíbula, bóveda craneana, maxilar como en la órbita. Dentro de los aspectos biológicos, debemos considerar los efectos sobre: tejido óseo, tejidos blandos y articulaciones. Avocándonos a la DO del tercio medio facial, existen un gran número de artículos científicos que respaldan los resultados obtenidos mediante el uso de un dispositivo de fijación externa rígida, enfatizando su estabilidad en el tiempo. La DO presenta un futuro promisorio, que incluye: implantes oseointegrados como anclaje, distracción dental y la búsqueda del distractor tridimensional ideal. Palabras claves: Rígido, Distracción, Maxilar. Summary The osteogenic distraction (OD) is a method developed to extend or rebuild bone tissue based on the reparative mechanism of the human body. The first reports of OD are dated from 1905, but the technique did not get accepted into the 50s. During the first half of the twentieth century, were executed the firsts mandibulars OD, presenting many drawbacks. Currently there is widespread scientific support not only to mandibular OD, also to cranium, maxilla and orbit OD. Within the biological aspects, we must consider the effects on: bone, soft tissue and joints. About the maxillary OD, there are a number of scientific articles that support the results obtained using a rigid external fixation device, emphasizing its stability over time. The OD has a promising future, it´s includes: osseointegrated implants as anchorage, dental distraction and the pursuit of an ideal tridimentional distractor. Key words: Rigid, Distraction, Maxilla. 10 Revista Dental de Chile 2010; 101(3) Introducción La distracción osteogénica (DO) es un método desarrollado para prolongar o reconstruír hueso que toma como base el mecanismo reparativo natural del cuerpo humano. Entre las dos superficies de un hueso, que fue seccionado previamente, se induce la formación de un nuevo tejido óseo, el callo óseo, lográndose a través de la aplicación de una fuerza de tracción lenta y gradual. Este proceso se inicia específicamente cuando las fuerzas distractoras se aplican sobre el callo óseo, originando una neoformación ósea de forma paralela al vector de distracción. (1,2,3,4). Durante el tratamiento con DO se involucran de manera importante el intersticio, la matriz extracelular, el tejido conectivo, el tejido muscular, los ligamentos y articulaciones de la zona. El resultado depende de los vectores de distracción dispuestos por el clínico y el control sistemático de quien active los dispositivos, lo cual hace que sea un mecanismo dirigido y/o guiado. realizaron las primeras osteodistracciones mandibulares que no alcanzaron una aceptación inmediata. Los cirujanos se encontraban con problemas tales como falta de control de los segmentos óseos, aparatos de distracción poco adecuados y fijaciones inestables al hueso.(4) Snyder y col (1973)(7) reportaron alargamientos mandibulares con DO de manera experimental, hallazgo que fue posteriormente corroborado por otros autores, demostrando una morbilidad mínima del procedimiento (Harp y col., 1990)(8) Clínicamente, Guerrero y col (1990) (4) aplicaron técnicas de distracción mandibular en el área de la sínfisis de pacientes con deficiencias mandibulares transversales y McCarthy (1992)(9) reportó su experiencia en pacientes con hipoplasia mandibular tratados con distractores externos. McCarthy(10) en 1989 aplicó la DO extraoral a niños con anomalías craneofaciales. Posteriormente la técnica fue simplificada por Molina y OrtizMonasterio(4), además fueron los primeros en utilizar osteodistractores bidireccionales en la mandíbula. Historia Los primeros reportes de DO en la literatura científica fueron de Codivilla en 1905(5) y posteriormente Abbott en 1927. Ellos fueron los primeros en reportar alargamiento de huesos largos mediante distracción guiada. Sin embargo, la alta morbilidad, el edema, la necrosis de piel, infecciones y los resultados impredecibles de las zonas de distracción impidieron que la técnica fuera aceptada ampliamente hasta la década del 50, cuando Gavril Ilizarov(6) comenzó sus investigaciones en distracción dentro del campo de la Traumatología y Ortopedia demostrando que la tracción gradual de los tejidos vivos crea fuerzas que mantienen y estimulan la regeneración y el crecimiento, lo cual se conoce como la ley de Tensión-Estrés. A nivel craneofacial, durante la primera mitad del siglo pasado se En 2001 McCarthy et al. (11), reportaron 11 años de experiencia clínica y experimental con DO mandibular, concluyendo que a nivel del esqueleto craneofacial puede ser vista como una formación endógena de tejido. Desde la fecha existen en la literatura numerosos reportes documentando la validez científica y el éxito morfológico del procedimiento; no sólo en la mandíbula, sino también en la bóveda craneana, el maxilar y la órbita. Aspectos biologicos de la distracción ósea guiada. Concepto del efecto de Tensión – Estrés. Ilizarov (1992)(6,12) fue el primero que identificó los factores biomecánicos responsables de la formación ósea por distracción, bajo el concepto del efecto de Tensión-Estrés. El estrés mecánico del estiramiento tisular estimula y mantiene la regeneración del crecimiento activo tisular produciendo una actividad metabólica, la que por un incremento en las funciones proliferativas y biosintéticas, promueve la vasculogénesis y la formación ósea. A nivel craneofacial, Michieli y Miotti (1977) (13), McCarthy (1992, 1994) (9,10) así como Guerrero (1995) (14) entre otros, han comprobado experimental y clínicamente que el efecto observado en los huesos endocondrales es reproducible en los huesos intramembranosos (mandíbula) siguiendo los mismos mecanismos biológicos observados en huesos largos. Estos resultados también han sido reproducidos clínicamente en el maxilar, en el tercio medio facial (Polley y Figueroa, 1997; 1998) (15,16), y en la órbita. (Liou, 1998).(17) En cuanto a las variables que afectan la distracción ósea guiada, se consideran: la edad (11,15,18, 19), el soporte vascular y graso de la lesión tisular durante la cirugía (18, 20, 21 ) , el sitio de osteotomía (18), el periodo de latencia (18, 22),la velocidad y frecuencia de la distracción (11, 18) y la estabilidad del distractor. (18,21) En el año 2001 fue iniciado un estudio prospectivo conocido como el estudio de distracción Eurocran. Este consistía de dos partes, la primera de ellas se basó en una encuesta web, en la cual los profesionales debían responder preguntas sobre el tratamiento a realizar en 4 casos clínicos quirúrgicos: Hipoplasia mandibular unilateral, Hipoplasia Mandibular Severa, Deficiencia Maxilar y Deficiencia FacialBimaxilar (11) (Síndrome de Crouzon). En cuanto al periodo de latencia, el estudio Eurocran nos muestra que la mayoría de los participantes consideran idóneo una espera de entre 3 -7 días (82 – 88%) después de la colocación del Revista Dental de Chile 2010; 101(3) 11 aparato de distracción y antes de iniciar la distracción misma. (11) En relación a la variante edad, dentro de los resultados obtenidos en este estudio, la mayoría seleccionó como “la edad ideal para realizar la DO.” entre los 7 y 14 años para las distracciones mandibulares. En cambio, en el caso de distracciones maxilares, la mayoría de los encuestados prefirieron una edad un tanto mayor, sobre los 15 años. (11) comúnmente entre 6 y 10 años (28,2%). En el caso de los pacientes tratados con distracción mandibular bilateral, estos eran comúnmente menores de 2 años (21,4%), seguidos por los de entre 2-5 años de edad (19,3%).(11) En cuanto a la DO. a nivel maxilar, otra revisión publicada por Cheung y Chua Start de la Distracción Activa OP En un meta-análisis publicado sobre DO. mandibular por Ow y Cheung (2008)(19), que incluyó 1.185 pacientes tratados con distracción ósea para alargamiento mandibular, mostró que los pacientes tratados con distracción mandibular unilateral presentaban más (2006) (23) mostró que el 70,65% de los pacientes documentados presentaban entre 11 - 15 años de edad al minuto de realizar la distracción. (11) Si analizamos la variable velocidad y frecuencia de distracción en el estudio Eurocran, la más utilizada es 1mm./día (88-92%).(11) (Esquema 1) Retiro del Distractor 5-7 días Norm. 1mm/día 6 - 8 semanas Latencia Distracción Retención 4 semanas Últimas correcciones Esquema 1. Protocolo Clásico de Distracción Ósea mostrando las 4 fases distintas. Caracteristicas histológicas y moleculas reguladoras de la angiogénesis en la DO. Natsuo y col, (7) realizaron un estudio sobre la osificación ósea en ratas sometidas a DO. A nivel histológico apreciaron en el periodo, entre la operación y el proceso de distracción propiamente tal, la zona de la osteotomía se ve rodeada de un callo cartilagenoso externo y las corticales tanto proximales como distales estan cubierta por un callo de hueso de tipo periostal. La cortical interna esta unida por un callo endostal conteniendo trabeculadas óseas inmaduras. Al ser iniciada la distracción, el callo comienza a elongarse y eventualmente a separarse en 2 segmentos a continuación, esta brecha es rellenada con tejido fibroso orientado de forma longitudinal y con vasos sanguíneos de neoformación. En los extremos proximal y distal del tejido fibroso, este callo cartilaginoso se vuelve hipertrófico y se inicia la formación del hueso neoformado mediante una osificación de tipo endocondral. El tejido que contiene condrocitos hipertróficos se ve invadido de capilares y el hueso neoformado es depositado. (7) Entre 10 a 20 días a partir del inicio de la DO. el callo cartilaginoso es progresivamente reabsorbido y reemplazado por hueso. Después de este proceso más hueso de neoformación es producido de forma más directa, mediante la osificación intramembranosa, siendo este el principal mecanismo de osificación. El trabeculado óseo de este nuevo hueso se posiciona longitudinalmente al vector de tensión. (7) Entre la osificación endocontral e intramembranosa se observa un tercer mecanismo de osificación, el cual es una osificación directa de células tipo condrocitos. Este “hueso condroide”, un tejido intermedio entre cartílago y tejido óseo, es observable entre el tejido fibroso y el hueso neoformado. (7) Como en la reparación de las fracturas, la DO. aumenta la demanda de flujo sanguíneo,(5,7,24) por lo que existe una fuerte respuesta angiogénica. Las células precursoras de nuevos capilares son abundantes entre las regiones fibrosas de la brecha de distracción. (7,24) Una angiogénesis óptima se ha visto que está directamente relacionada con la velocidad de distracción, y es esta característica, la cual guía a la formación ósea a través del mecanismo intramembranoso. (8,9,24) Pacicca y col, (24) usando un modelo en ratas sometidas a DO., demostraron que existen variadas moléculas que regulan el proceso angiogénico, las que incluyen al factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), al factor básico de crecimiento fibroblástico y las angiopoyetinas 1 y 2, cuando son expresadas durante la DO. El VEGF fue localizado directamente en relación con la osteogénesis naciente. Durante la neoformación ósea, la angiogenesis ha demostrado ser de vital importancia e intrincadamente involucrada en la respuesta inflamatoria,(13,14,24) en la formación del callo blando y en la transición de callo cartilaginoso a tejido óseo. Efectos de la DO en tejidos blandos y articulaciones. Nervios: Mientras que los estudios realizados por Ilizarov (6) muestran que los axones neuronales elongados recuperan la membrana mielínica completa en 12 3 semanas, otros estudios muestran evidencia histológica de desmielinización e inflamación axonal en el 9 - 15% de las fibras. Todas las fibras recobran su Revista Dental de Chile 2010; 101(3) apariencia normal 60 días después de terminar la DO (Mehrara, 1997). (21) Músculos: La literatura muestra resultados controversiales sobre el efecto de la DO. en los músculos. Algunos reportes muestran hipertrofia y aumento de los organelos intracelulares de los miocitos, formación del nuevo tejido muscular y aumento en el número de células proliferativas y en el peso muscular después de 28 días de distracción. Sin embargo estiramientos musculares de más del 10% producen daños irreversibles como fibrosis endomisial, internalización de núcleos, pérdida de miofibrillas y atrofia del recubrimiento del sarcolema. En la mandíbula, los cambios producen atrofia del masetero y digástrico, por reducción en la síntesis proteica (Mehrara, 1997; Fisher, 1997). (20,21) Vasos sanguíneos: En cuanto a los efectos sobre los vasos sanguíneos, el incremento del 20% en la longitud del vaso produce: edema tisular, vacuolización de las células del músculo liso, adelgazamiento de la túnica media y de los componentes elásticos. Estos cambios son más severos en venas y se resuelven espontáneamente 2 meses después de la distracción (Mehrara, 1997). (21) Articulaciones: Experimentalmente se ha encontrado aplanamiento del cóndilo ipsilateral y en menor grado del cóndilo contralateral asociado a los vectores de fuerza aplicados. Clínicamente se observan incrementos totales en tamaño y volumen condilar en la fosa glenoídea, sin cambios contralaterales. Este efecto puede considerarse favorable porque compensa las anormalidades en la ATM que representan los pacientes con microsomia hemifacial y condiciones similares. La mayoría de los cambios son reversibles y están asociados al incremento de estrés en estas articulaciones, el cual no parece ser suficiente para producir cambios óseos tardíos que conduzcan a recidiva o a problemas articulares. (McCormick, 1995; Mehrara, 1997). (21, 24) En la DO. media mandibular existen cambios histológicos adaptativos asociados a las áreas de comprensión condilar que se generan por la rotación del cóndilo en su eje vertical (Harper, 1997). (25) DO del tercio medio facial. De acuerdo al Protocolo del Centro de Anomalías Craneofaciales de la Universidad De Illinois, Chicago, las principales indicaciones son en pacientes con labio leporino y/o paladar fisurado y anomalías del cráneo y del tercio medio facial asociadas a síndromes específicos. La selección de los pacientes incluye: • Deficiencias severas, transversales, verticales y horizontales del maxilar. • Avances anteroposteriores maxilares mayores a 8 ó 10 mm. • Pacientes con paladar fisurado con cicatrices severas o colgajos faríngeos. • Pacientes con labio leporino bilateral y fisura velopalatina, que presentan premaxilas ausentes, rudimentarias o edéntulas. Figura 1. A-B-C-D Teleradiografías de perfil de pacientes con deficiencia sagital severa del maxilar (Gentileza Prof. Dra. D. Cauvi). Fig 1.A Fig 1.B Fig 1.C Fig 1.D Figura 2. A-B-C-D Oclusión de pacientes con tercio medio facial retraído severamente (Gentileza Dra. P. Agurto). Fig 2.A Fig 2.B Fig 2.C Fig 2.D Revista Dental de Chile 2010; 101(3) 13 Figura 3. A-B-C-D. Fotos de perfil de pacientes con falta de desarrollo del tercio medio de la cara. Fig 3.A OP Fig 3.B Start Retiro del Distractor Fin 3-5 días 1mm/día = 2 vueltas Latencia Distracción Activa Fig 3.C 6 - semanas Retención Esquema 2. Protocolo de distracción en el tercio medio facial. Fig 3.D Antes del procedimiento quirúrgico, se posiciona una férula rígida de acero de 0.045” unida a los primeros molares permanentes, segundos molares primarios o premolares a través de bandas de ortodoncia( Figura 4 A - B),. Los ganchos de tracción externa, se ubican extraoralmente a nivel del plano palatino, o en la posición vertical deseada. Se utiliza una osteotomía tranversal alta tipo LeFort 1 según el grado de compromiso (labio leporino unilateral o bilateral, con fisura velopalatina completa operada) y se realiza además la disyunción pterigomaxilar y la osteotomía septal. El maxilar se deja completamente móvil pero no es avanzado, reposicionado o fijado. Figura 4A. Férula de acero rígida de anclaje en molares y premolares. Figura 5. Distractor rígido externo KLS Martín L.P. 14 Figura 4B. Férula de anclaje en molares temporales. Figura 6. Distractor externo rígido, inmediatamente después de su colocación quirúrgica. Revista Dental de Chile 2010; 101(3) Inmediatamente después del cierre quirúrgico, se coloca el aparato rígido externo para distracción, asegurada con pines al cráneo. No se requiere preparación quirúrgica especial para la colocación de los pines realizado por un especialista neurocirujano y solo se siguen procedimientos de aseo normal en la zona (Figura 5 – Figura 6). Los alambres de tracción se conectan desde los ganchos externos de la placa intraoral a los tornillos de activación localizados en la barra horizontal del aparato de distracción (Figura 7A – 7B). Tanto la barra horizontal como la barra vertical central que la sostiene son ajustables, permitiendo variar la dirección en un amplio rango. La distracción se inicia entre el tercero o cuarto día postoperatorio con una velocidad de 1mm. por día. El aparato se deja para consolidación por 2 ó 3 semanas y posteriormente se remueve. La contención luego se maneja con el uso nocturno de máscara de tracción facial y tracción elástica que se utiliza por 6 semanas. Resultados Fisurados que participaron en osteotomías segmentadas con protrusion maxilar y cierre de fístula simultánea con fijación interna rígida e injerto óseo. El segmento maxilar mayor, de término medio, en estos pacientes se protruyó 3.9 mm. y el segmento maxilar menor 5.3 mm. En el postoperatorio en 5 años encontraron que la recidiva horizontal del maxilar era aproximadamente un 40%. Figura 7A – 7B. Posición de los pernos de activación del distractor (Cortesía Dra. Loreto Castellón) Cheung et al.(29) mostró una serie consecutiva sobre 46 pacientes fisurados que se sometieron a una protrusión maxilar con fijación interna rígida y un injerto del hueso alveolar con cierre de la fístula. La protrusión maxilar horizontal media fue de 4.5 mm. La recidiva en el plano horizontal para los pacientes fisurados unilaterales en esta serie, con un promedio postoperatorio de 28 meses, fue de 22%. Tasas similares de recidiva horizontal después de la protrusión maxilar con fijación interna rígida en pacientes fisurados también han sido publicados por otros autores. (28) ángulo del plano palatino casi se vuelve a su lugar de origen, mostrando una rotación horaria de 7°. La altura facial inferior se mantuvo estable. Los incisivos superiores tuvieron un movimiento anterior y los primeros molares superiores mostraron un cambio mesioangular significativo durante el seguimiento. maxilar efectiva media fue de 11.7 mm. El tiempo del análisis de las radiografías cefalométricas de postdistracción en este estudio promedió 4 meses después del término del proceso de distracción. El seguimiento continuó por más de 12 meses, sin presentarse evidencia clínica alguna de recidiva. (26) Aksu et al.(30) realizó un estudio comparativo pre y post distracción de las mediciones cefalométricas obtenidas a partir de 7 pacientes. La evaluación de los resultados del estudio, muestran que el movimiento sagital del maxilar se logró en una dirección antero-superior. El ángulo de profundidad maxilar y la longitud del maxilar aumentaron de una manera significativa, (2° y 9 mm., respectivamente.) después de la distracción., en tanto que el ángulo del plano palatino aumentó 8°, resultando en un movimiento anterior del maxilar con una rotación antihoraria. El movimiento sagital de los incisivos superiores y la angulación de los primeros molares superiores aumentaron significativamente (4.5 mm. y 5.5°, respectivamente). Durante el período de post distracción el maxilar mostró un pequeño colapso (22%). La longitud maxilar efectiva disminuyó en 2 mm. El El estudio de los investigadores J. Polley y A. Figueroa,(26) consistió en el tratamiento de 14 pacientes, entre los años 1995 y 1996, tratados con osteogénesis y distracción maxilar rígida. Entre los pacientes seleccionados se encontraban las siguientes patologías: fisura palatina y de labio unilateral, fisura palatina y de labio bilateral y fisura palatina y de labio bilateral con fisuras faciales congénitas severas. A cada uno de ellos, se le realizó protrusión maxilar con osteotomía de Le Fort I, con una altura de la osteotomía transversa variable dependiendo de la edad dental y las necesidades estéticas de cada paciente. Al momento de la osteotomía no se usó un aparato de fijación interna rígida ni un injerto óseo autógeno. Los pacientes con distracción avanzaron a la velocidad de 1 mm por día (a cada lado) por un periodo de retención rígida de 3-4 semanas. En este grupo de 14 pacientes, la protrusión En general y de acuerdo a los estudios podemos dar a conocer las indicaciones de la DO: • Pacientes sindrómicos con tercio medio facial severamente retruído. • Pacientes con obstrucción de vías aéreas – apnea de sueño. • En el caso de reconstrucciones luego de una resección. • En trauma, donde hay pérdida de la continuidad ósea. • Displasias severas donde los métodos tradicionales no pueden lograr resultados óptimos por la magnitud del problema Figura 8. Distractor externo rígido. En cuanto a las ventajas de la DO., podemos enumerar las siguientes: • Crecimiento de tejidos blandos al mismo tiempo (Histogénesis) • No se necesita un transplante de hueso, no hay segundo tiempo operatorio. • Poco riesgo de infección porque se Revista Dental de Chile 2010; 101(3) 15 trabaja con hueso sano. • Buena circulación de sangre y poco riesgo de rechazo. • Tratamiento más rápido. Los resultados son más planificables y reproducibles. • Posibilidad de intervenir tempranamente sin esperar la maduración esquelética total. • Elimina la morbilidad del sitio donante en los casos de injertos. • Elimina la fijación postquirúrgica prolongada. • Cirugía menos invasiva por la no movilización de los segmentos óseos. Lesión nerviosa minimizada por utilización de tornillos monocorticales. (Guerrero). (14) Conclusiones y perspectivas futuras El futuro de la distracción craneofacial es promisorio. En los pasados tres años, los cuestionamientos han pasado de: ¿Debemos distraer? a ¿Que debemos distraer?. En el campo de la DO. craneofacial, Sawaki (1996) (31) reporta la utilización de implantes oseointegrados para distracción mandibular y Yamamoto (1997)(32) los describe para distracción maxilar en reemplazo de los pines transcutáneos endóseos como un método de anclaje más rígido, adecuado para huesos maxilofaciales y sin secuelas como cicatrices faciales. (32) Liou y Col (1998)(17) reportaron en 15 pacientes, la distracción rápida del ligamento periodontal para retraer caninos en 3 semanas. El procedimiento abre perspectivas promisorias a lo que se denomina distracción dental. A futuro la búsqueda del distractor ideal irá hacia el aparato intraoral multidireccional con capacidad para activaciones lineales y angulares simultáneas. Aparatos que se puedan anclar en la mandíbula con materiales reabsorbibles que simplifiquen su colocación y retiro. Creación de tornillos de distracción motorizados de activación a distancia que permitan un control preciso.(4) De esta forma podemos apreciar, las grandes bondades del procedimiento, sus indicaciones y aplicaciones en el complejo craneofacial. Bibliografía 1- Fernandes F, Orsi, I, Bezzon O. Distractionosteogenesis in dentistry. Int. J. Morphol., 2010; 28(3): 743-748 2- Samchukov ML, Cope JB, Harper RP, Ross JD. 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