Pattern of cholesteatomas under a scanning electron microscope - a risk factor for bone resorption

Acta Otorhinolaryngol Ital. 2021 Aug;41(4):371-376. doi: 10.14639/0392-100X-N1413.

Abstract

Objective: The damaging effect of cholesteatomas presents mainly as bone resorption by osteoclasts located in the space between the bone and perimatrix. This process is initiated by the molecular cascade of osteoclast differentiation factors. The aim of the study is to analyse cholesteatoma microstructures via scanning electron microscope (SEM), and associate them with risk and grade of bone erosion.

Methods: Pathological middle ear tissue fragments with cholesteatoma visible under a microscope were collected from 58 patients operated on for chronic otitis media with features of bone defects in the middle ear walls. These fragments were examined under a scanning electron microscope.

Results: Analysis of the cholesteatomas' surface under a SEM revealed both regular and irregular structure of the matrix, most being the latter. Irregular matrix structures were observed in cases with a short disease history and in patients for whom this was the first surgical procedure. In our analysis, a cholesteatoma matrix with regular structures was associated with less bone destruction of the middle ear space.

Conclusions: The microstructure of cholesteatomas that showed regular layers under SEM coincides with reduced destruction of the middle ear bone walls. An irregular structure (pathognomonic for a process with a short medical history, and in patients operated on for the first time) is characterised by a tendency towards deeper destruction of bone tissue.

Modello di colesteatomi al microscopio elettronico a scansione - un fattore di rischio per il riassorbimento osseo.

Obiettivo: L’effetto dannoso dei colesteatomi si presenta principalmente come riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti situati nello spazio tra l’osso e la peri-matrice. Questo processo è avviato dalla cascata molecolare dei fattori di differenziazione degli osteoclasti. Lo scopo dello studio è analizzare le microstrutture del colesteatoma tramite microscopio elettronico a scansione (SEM) e associarle al rischio e al grado di erosione ossea.

Metodi: Sono stati raccolti frammenti patologici di tessuto dell’orecchio medio con colesteatoma visibile al microscopio da 58 pazienti operati per otite media cronica con difetti ossei delle pareti dell’orecchio medio. Questi frammenti sono stati esaminati al microscopio elettronico a scansione.

Risultati: L’analisi della superficie dei colesteatomi al microscopio elettronico a scansione ha rivelato una struttura irregolare della matrice nella maggioranza dei casi. Essa in particolare è stata osservata nei pazienti con una breve storia di malattia e nei pazienti sottoposti ad una prima procedura chirurgica. Nella nostra analisi, una matrice di colesteatoma con strutture regolari è stata associata a una minore distruzione ossea dello spazio dell’orecchio medio.

Conclusioni: 1. La microstruttura dei colesteatomi che mostravano strati regolari al SEM coincide con una ridotta distruzione delle pareti ossee dell’orecchio medio. 2. Una struttura irregolare (patognomonica per un processo con una storia medica breve, e nei pazienti operati per la prima volta) è caratterizzata da una tendenza alla distruzione più profonda del tessuto osseo.

Keywords: bone defects; chronic cholesteatoma otitis media; microstructure of cholesteatoma; scanning electron microscope.

MeSH terms

  • Bone Resorption*
  • Cholesteatoma, Middle Ear*
  • Humans
  • Microscopy, Electron, Scanning
  • Osteoclasts
  • Risk Factors