ترقيع العظام

يُعرَّف التوصيل العظمي بأنه "خاصية المادة في دعم نمو الأنسجة، ونمو الخلايا المولدة للعظم، وتطورها لتكوين العظم". ^{[ 4 ]} في سياق ترقيع العظام، يحدث ذلك عندما تعمل مادة ترقيع العظام كدعامة لنمو عظم جديد مدعوم بالعظم الأصلي. تستخدم الخلايا البانية للعظم من حافة العيب المراد ترقيعه مادة ترقيع العظام كإطار تنتشر عليه وتُنتج عظمًا جديدًا. ^{[ 3 ]} لا تنشأ الخلايا البانية للعظم من نسيج المتبرع، بل من خلال النمو الداخلي لخلايا المتلقي. ^{[ 5 ]} يسمح الترابط الصحيح للمواد الكيميائية النشطة بيولوجيًا (فوسفات ثلاثي الكالسيوم بيتا) في الغرسات المستخدمة في جراحة ترقيع العظام بتعزيز التوصيل العظمي في منطقة العيب. ^{[ 4 ]} على الأقل، يجب أن تكون مادة ترقيع العظام موصلة للعظم من خلال احتوائها على هذه المواد الكيميائية النشطة بيولوجيًا.

تتضمن عملية تحفيز تكوين العظم تنشيط الخلايا السلفية للعظم لتتمايز إلى خلايا بانية للعظم، والتي بدورها تبدأ بتكوين عظم جديد. وتُعد البروتينات المورفوجينية للعظم (BMPs) أكثر أنواع الوسائط الخلوية المحفزة لتكوين العظم دراسةً. ^{[ 3 ]} إن مادة ترقيع العظم الموصلة والمحفزة لتكوين العظم لا تعمل فقط كدعامة للخلايا البانية للعظم الموجودة، بل تحفز أيضًا تكوين خلايا بانية جديدة للعظم، مما يعزز نظريًا اندماج الطعم بشكل أسرع.

تتضمن عملية تعزيز تكوين العظام تحسين عملية تحفيز تكوين العظام دون امتلاك خصائص محفزة لتكوين العظام. على سبيل المثال، ثبت أن مشتقات مصفوفة المينا تعزز التأثير المحفز لتكوين العظام لطعم العظام المجفف بالتجميد منزوع المعادن (DFDBA)، لكنها لا تحفز نمو العظام الجديد بمفردها. ^{[ 6 ]}

تحدث عملية تكوين العظام عندما تساهم الخلايا العظمية البانية الحيوية، التي تنشأ من مادة ترقيع العظام، في نمو العظام الجديدة إلى جانب نمو العظام الناتج عن الآليتين الأخريين. ^{[ 3 ]}

تتضمن عملية ترقيع العظام الذاتية استخدام عظم مأخوذ من نفس الشخص الذي يتلقى الطعم. يمكن استخلاص العظم من عظام غير أساسية، مثل عرف الحرقفة ، أو بشكل أكثر شيوعًا في جراحة الفم والوجه والفكين، من ارتفاق الفك السفلي (منطقة الذقن) أو الفرع الأمامي للفك السفلي ( الناتئ الإكليلي )؛ وينطبق هذا بشكل خاص على ترقيع العظام الكتلي ، حيث تُوضع كتلة صغيرة من العظم كاملة في المنطقة المراد ترقيعها. عند إجراء ترقيع العظام الكتلي، يُفضل استخدام العظم الذاتي نظرًا لانخفاض خطر رفض الجسم للطعم لأنه مأخوذ من جسم المريض نفسه. ^{[ 8 ]} وكما هو موضح في الجدول أعلاه، فإن هذا النوع من الترقيع يكون محفزًا لتكوين العظم، ومولدًا له، وموصلًا له. من سلبيات الطعوم الذاتية الحاجة إلى موقع جراحي إضافي، مما يضيف فعلياً موقعاً محتملاً آخر للألم والمضاعفات بعد الجراحة. ^{[ 9 ]}

عادة ما يتم الحصول على العظم الذاتي من مصادر داخل الفم مثل الذقن أو من مصادر خارج الفم مثل عرف الحرقفة ، والشظية ، والأضلاع ، والفك السفلي ، وحتى أجزاء من الجمجمة .

يحتاج العظم إلى إمداد دموي في موضع الزرع. وبحسب موقع الزرع وحجم الطعم، قد يلزم إمداد دموي إضافي. في هذا النوع من الطعوم، يتطلب الأمر استئصال جزء من السمحاق والأوعية الدموية المصاحبة له مع عظم المتبرع. يُعرف هذا النوع من الطعوم باسم طعم العظم الحيوي .

يمكن إجراء عملية التطعيم الذاتي حتى بدون وجود بنية عظمية صلبة، على سبيل المثال، باستخدام عظم مُستخرج من الشوكة الحرقفية الأمامية العلوية . في هذه الحالة، يحدث تأثير محفز لتكوين العظم، ولكن لا يوجد تأثير موصل للعظم، لعدم وجود بنية عظمية صلبة.

توفر منطقة الذقن كمية كبيرة من الطعوم الذاتية القشرية الإسفنجية، كما يسهل الوصول إليها من بين جميع المواقع داخل الفم. ويمكن استئصالها بسهولة في العيادة تحت التخدير الموضعي دون الحاجة إلى دخول المستشفى. ويساهم قرب موقعي التبرع والاستقبال في تقليل وقت العملية وتكلفتها. ومن المزايا الإضافية سهولة الوصول الجراحي، وانخفاض معدل المضاعفات، والاستغناء عن الإقامة في المستشفى، والحد الأدنى من الانزعاج في موقع التبرع، وتجنب الندوب الجلدية.

يشكل عاج العظم، المُستخلص من الأسنان المخلوعة، ^{[ 10 ]} أكثر من 85% من بنية السن، بينما يتكون المينا من معدن الهيدروكسي أباتيت ويشكل 10% من بنية السن. يُشبه العاج العظم في تركيبه الكيميائي، حيث يتكون حجمه من 70-75% من معدن الهيدروكسي أباتيت و20% من مادة عضوية، معظمها من الكولاجين الليفي من النوع الأول. ^{[ 11 ]} قد يُطلق العاج، مثل العظم، عوامل النمو والتمايز أثناء امتصاصه بواسطة الخلايا الآكلة للعظم. ولجعل طعم العاج قابلاً للاستخدام وخالياً من البكتيريا، طورت بعض الشركات إجراءات سريرية تشمل طحن الأسنان وفرزها وتنظيفها للاستخدام الفوري أو المستقبلي. في كوريا، قام بنك الأسنان الكوري بإعادة تدوير 38000 سن من أسنان المرضى أنفسهم من يناير 2009 حتى أكتوبر 2012.

يُستخلص العظم المُستَطَعَّم ، كالعظم الذاتي، من الإنسان؛ والفرق هو أن العظم المُستَطَعَّم يُؤخذ من شخص آخر غير الشخص الذي يتلقى الطعم. يُمكن الحصول على العظم المُستَطَعَّم من جثث تبرعت بعظامها ليُستَخدَم للأحياء المحتاجين إليه؛ وعادةً ما يُستَخدَم من بنوك العظام . كما تُوفِّر بنوك العظام العظم المُستَطَعَّم من متبرعين أحياء (عادةً مرضى مُنومين في المستشفيات) يخضعون لجراحة استبدال مفصل الورك الكلي الاختيارية. خلال جراحة استبدال مفصل الورك الكلي، يُزيل جراح العظام رأس عظم الفخذ للمريض، كجزء ضروري من عملية إدخال مفصل الورك الاصطناعي. رأس عظم الفخذ هو منطقة عظمية كروية الشكل تقريبًا، تقع في الطرف القريب من عظم الفخذ، ويبلغ قطرها من 45  إلى 56  ملم لدى البالغين. غالبًا ما يُتخلص من رأس عظم الفخذ مع نفايات المستشفى في نهاية العملية الجراحية. ومع ذلك، إذا استوفى المريض عدداً من المعايير التنظيمية والطبية والاجتماعية الصارمة، وقدم موافقة مستنيرة، فقد يتم إيداع رأس عظم الفخذ الخاص به في بنك العظام بالمستشفى.

تتوفر ثلاثة أنواع من الطعوم العظمية: ^{[ 12 ]}

1. عظم طازج أو مجمد حديثاً
2. طعم عظمي مجفف بالتجميد (FDBA)
3. طعم عظمي مجفف بالتجميد منزوع المعادن (DFDBA)

يمكن تصنيع الطعوم الاصطناعية من هيدروكسي أباتيت ، وهو معدن طبيعي يُعدّ المكون المعدني الرئيسي للعظام. كما يمكن تصنيعها من الزجاج الحيوي النشط . يُعدّ هيدروكسي أباتيت طعمًا عظميًا اصطناعيًا، وهو الأكثر استخدامًا حاليًا بين الطعوم الاصطناعية الأخرى نظرًا لقدرته على تحفيز نمو العظام، وصلابته، وتوافقه مع العظام. يُضفي فوسفات ثلاثي الكالسيوم، المستخدم حاليًا مع هيدروكسي أباتيت، كلًا من قدرة تحفيز نمو العظام وقابلية امتصاصها. تُستخدم أيضًا بوليمرات، مثل بعض أنواع بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) المسامية الدقيقة ، والعديد من الأكريلات الأخرى (مثل بولي هيدروكسي إيثيل ميثاكريلات، المعروف أيضًا باسم PHEMA)، والمغطاة بهيدروكسيد الكالسيوم لتعزيز الالتصاق، كطعوم اصطناعية نظرًا لقدرتها على تثبيط العدوى، ومرونتها الميكانيكية، وتوافقها الحيوي. ^{[ 13 ]} تحتوي الطحالب البحرية المتكلسة، مثل كورالينا أوفيسيناليس، على تركيبة فلوروهيدروكسي أباتيتية تشبه في بنيتها عظام الإنسان، وتتميز بامتصاصها التدريجي، ولذلك تُعالج وتُوحّد على أنها طعوم عظمية اصطناعية من نوع "FHA (فلوروهيدروكسي أباتيت)". ^{[ 14 ]}

المتغيرات الاصطناعية

يمكن تصنيع العظام الاصطناعية من مواد خزفية مثل فوسفات الكالسيوم (مثل هيدروكسي أباتيت وفوسفات ثلاثي الكالسيوم )، والزجاج الحيوي، وكبريتات الكالسيوم ؛ وكلها مواد نشطة بيولوجيًا بدرجات متفاوتة تبعًا لذوبانها في البيئة الفيزيولوجية. ^{[ 15 ]} يمكن تطعيم هذه المواد بعوامل النمو ، أو أيونات مثل السترونتيوم ^{[ 16 ]} ، أو مزجها مع نخاع العظم لزيادة النشاط البيولوجي. يعتقد بعض الباحثين أن هذه الطريقة أقل فعالية من ترقيع العظام الذاتية؛ ^{[ 8 ]} ومع ذلك، فإن خطر العدوى ورفض الطعم أقل بكثير، والخصائص الميكانيكية، مثل معامل يونغ، تُضاهي خصائص العظام الطبيعية. يمكن أن يؤدي وجود عناصر مثل السترونتيوم إلى زيادة كثافة المعادن في العظام وتعزيز تكاثر الخلايا العظمية في الجسم الحي .

تُعدّ الطعوم العظمية الغريبة شكلاً بديلاً من أشكال ترقيع العظام، حيث يتم فيها زرع خلايا من أنواع حيوانية مختلفة في جسم الإنسان. وتتراوح استخدامات هذه الطعوم بين جراحة العظام والأسنان. تُستخلص معظم الطعوم الغريبة من مصادر حيوانية كالأبقار أو الخنازير، وتُعقّم وتُجهّز لضمان زراعتها بأمان في الأنسجة البشرية. ويمكن تجفيفها بالتجميد أو إزالة المعادن والبروتينات منها. وعادةً ما تُوزّع الطعوم الغريبة على شكل مصفوفة متكلسة فقط. أما المرجان من نوعي مادريبور وميلبور، فيتم حصاده ومعالجته ليصبح "حبيبات مشتقة من المرجان" (CDG) ^{[ 18 ]} ، بالإضافة إلى أنواع أخرى من الطعوم الغريبة المرجانية. ^{[ 19 ]} تتكون الطعوم الخيفية المشتقة من المرجان بشكل أساسي من كربونات الكالسيوم (مع نسبة كبيرة من الفلورايد، المفيدة في سياق التطعيم لتعزيز نمو العظام)، بينما يتكون العظم البشري الطبيعي من هيدروكسيباتيت بالإضافة إلى فوسفات وكربونات الكالسيوم. ولذلك، تُحوّل مادة المرجان صناعيًا إلى هيدروكسيباتيت من خلال عملية حرارية مائية ، مما ينتج عنه طعم خيفي غير قابل للامتصاص، أو تُستغنى عن هذه العملية ببساطة وتبقى مادة المرجان في حالتها ككربونات الكالسيوم لتحسين امتصاص الطعم بواسطة العظم الطبيعي. ثم يُشبع الطعم الخيفي المرجاني بهلامات ومحاليل محفزة للنمو. ^{[ 20 ]}

تشير الدراسات إلى إمكانية استخدام الطعوم الخيفية، إلا أنها تخضع لمراقبة دقيقة نظرًا لخطر رفض الجسم لها. وتشكل الأمراض الحيوانية المنشأ ، وهي الأمراض التي تنشأ عن تزاوج الأنسجة الحيوانية والبشرية، تهديدًا لنجاح زراعة الطعوم الخيفية. وتُعرف هذه الأمراض تحديدًا باسم "الأمراض الحيوانية المنشأ الغريبة". ويمكن تصنيفها إلى ثلاث مجموعات: العدوى الفيروسية، والعدوى التي تتوسطها البريونات، والعدوى البكتيرية. وتشكل هذه الأمراض خطرًا على الصحة العامة إذا لم تخضع لمراقبة دقيقة، إذ قد تُسهّل انتقال الأمراض بين الأنواع المختلفة.

يتم إنتاج الطعوم المحسنة بعوامل النمو باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. وهي تتكون إما من عوامل نمو بشرية أو مورفوجينات ( بروتينات مورفوجينية للعظام مع وسط حامل، مثل الكولاجين).

تختلف مدة تعافي الفرد باختلاف شدة الإصابة، وتتراوح بين أسبوعين وشهرين، مع إمكانية منع ممارسة التمارين الرياضية الشاقة لمدة تصل إلى ستة أشهر. ويستغرق شفاء ترقيع عظم الفخذ البعيد ما يصل إلى ستة أشهر. ^{[ 21 ]}

يُستخدم ترقيع العظام بشكل شائع في زراعة الأسنان لاستعادة المنطقة الخالية من الأسنان. تتطلب زراعة الأسنان وجود عظام داعمة أسفلها لضمان اندماجها السليم في الفم. وكما ذُكر سابقًا، يتوفر ترقيع العظام بأشكال مختلفة، منها الذاتي (من نفس الشخص)، والطعوم الخيفية، والطعوم الغريبة (غالبًا من عظام الأبقار)، والمواد الاصطناعية. يمكن استخدام ترقيع العظام قبل زراعة الأسنان أو بالتزامن معها. ^{[ 22 ]} قد لا يمتلك الأشخاص الذين فقدوا أسنانهم لفترة طويلة كمية كافية من العظام في المواقع المطلوبة. في هذه الحالة، يمكن أخذ عظم ذاتي من الذقن، أو من الثقوب التجريبية للزراعة، أو حتى من عرف الحرقفة في الحوض، وزرعه في الفم أسفل الزرعة الجديدة. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام عظم خارجي: يُعد الطعم الغريب الأكثر شيوعًا، لأنه يتميز بثبات حجمه الاستثنائي مع مرور الوقت. يوفر الطعم الخيفي أفضل جودة للتجديد، ولكنه أقل ثباتًا في الحجم. غالباً ما يتم استخدام مزيج من أنواع مختلفة من طعوم العظام.

بشكل عام، يتم استخدام ترقيع العظام إما ككتلة واحدة (مثل الذقن أو منطقة الفرع الصاعد للفك السفلي) أو على شكل أجزاء، وذلك لكي يكون من الممكن تكييفه بشكل أفضل مع العيب.

تُعدّ عملية ترقيع عظام الأسنان إجراءً جراحيًا فمويًا متخصصًا، طُوّرت لاستعادة عظام الفك المفقودة. قد ينتج هذا الفقدان عن عدوى الأسنان ، أو الخراج، أو أمراض اللثة ، أو الإصابات، أو حتى عملية الشيخوخة الطبيعية. تتعدد أسباب استبدال أنسجة العظام المفقودة وتحفيز نمو العظام الطبيعي، وتختلف كل تقنية في معالجة عيوب عظام الفك. تشمل أسباب الحاجة إلى ترقيع العظام: رفع الجيوب الأنفية ، والحفاظ على تجويف السن ، ورفع حافة العظم السنخي، أو تجديده. توجد حاليًا بعض الأدلة التي تدعم استخدام مُركّزات الصفائح الدموية الذاتية (شظايا الخلايا التي تحتوي على عوامل نمو لتعزيز تجديد الأنسجة) عند استخدام ترقيع العظام لعلاج أمراض اللثة. ^{[ 23 ]}

يُعدّ تطعيم عظم الشظية من أكثر أنواع ترقيع العظام شيوعًا، وهو أكثر كثافة من تلك المستخدمة في زراعة الأسنان. بعد إزالة جزء من عظم الشظية، يُسمح بممارسة الأنشطة الطبيعية كالجري والقفز على الساق المصابة بنقص العظم. وقد استُخدمت عظام الشظية المُطعّمة والمُروّاة بالأوعية الدموية لاستعادة سلامة الهيكل العظمي للعظام الطويلة في الأطراف التي تعاني من عيوب عظمية خلقية، ولاستبدال أجزاء من العظم بعد الإصابات أو غزو الأورام الخبيثة. وعادةً ما يُزال السمحاق والشريان المغذي مع قطعة العظم لضمان بقاء الطعم حيًا ونموه عند زرعه في الموقع الجديد. وبمجرد تثبيت العظم المزروع في مكانه الجديد، فإنه عادةً ما يستعيد تدفق الدم إلى العظم الذي تم تثبيته فيه.

تُستخدم طعوم العظام على أمل أن يلتئم العظم التالف أو أن ينمو من جديد مع رفض ضئيل أو معدوم للطعوم . ^{[ 21 ]} إلى جانب الاستخدام الرئيسي لطعوم العظام - زراعة الأسنان - تُستخدم هذه العملية لدمج المفاصل لمنع الحركة، وإصلاح الكسور التي تعاني من فقدان العظم، وإصلاح الكسور التي لم تلتئم بعد. ^{[ 21 ]} علاوة على ذلك، تُستخدم طعوم العظام أو بدائلها على نطاق واسع لتعزيز عمليات دمج الفقرات. ^{[ 24 ]}

تتضمن بعض المخاطر والمضاعفات المحتملة لعمليات ترقيع العظام التي تستخدم عرف الحرقفة كموقع مانح ما يلي: ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

• فتق الأمعاء المكتسب (يصبح هذا خطراً في مواقع التبرع الأكبر حجماً (>4  سم)). ^{[ 25 ]} تم الإبلاغ عن حوالي 20 حالة في الأدبيات الطبية من عام 1945 حتى عام 1989 ^{[ 28 ]} ولم يتم الإبلاغ إلا عن بضع مئات من الحالات على مستوى العالم ^{[ 29 ]}
• ألم الفخذ المذلي (إصابة العصب الجلدي الفخذي الجانبي، ويسمى أيضًا متلازمة برنهاردت-روث)
• عدم استقرار الحوض
• الكسر (نادر للغاية وعادة ما يكون مصحوبًا بعوامل أخرى ^{[ 30 ] [ 31 ]} )
• إصابة الأعصاب الرقبية (وهذا سيؤدي إلى ألم في الحوض الخلفي يتفاقم بالجلوس)
• إصابة العصب الحرقفي الأربي
• عدوى
• ورم دموي طفيف (حدث شائع)
• ورم دموي عميق يتطلب تدخلاً جراحياً
• الورم المصلي
• إصابة الحالب
• تمدد الأوعية الدموية الكاذب للشريان الحرقفي (نادر) ^{[ 32 ]}
• زرع الأورام
• العيوب التجميلية (الناتجة بشكل رئيسي عن عدم الحفاظ على الحافة العلوية للحوض)
• الألم المزمن

تتميز الطعوم العظمية المأخوذة من العرف الحرقفي الخلفي عموماً بانخفاض معدل المضاعفات، ولكن قد يتطلب الأمر، بحسب نوع الجراحة، قلب الطعم أثناء خضوع المريض للتخدير العام. ^{[ 33 ] [ 34 ]}