فوسفات ثماني الكالسيوم

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

فوسفات ثماني الكالسيوم (OCP) هو أحد أشكال فوسفات الكالسيوم، صيغته الكيميائية Ca₈H₂ ( PO₄ ) ₆ · 5H₂O . [ 1 ] يُعدّ فوسفات ثماني الكالسيوم مادةً أوليةً لمينا الأسنان والعاج والعظام . كما أنه مادة أولية لهيدروكسي أباتيت ( HA)، وهو معدن حيوي غير عضوي ذو أهمية بالغة في نمو العظام. [ 2 ] حظي فوسفات ثماني الكالسيوم باهتمام واسع النطاق نظرًا لتوافقه الحيوي . ورغم خصائصه الجيدة في تحفيز نمو العظام، إلا أن متطلبات تصنيعه الصارمة تجعل إنتاجه بكميات كبيرة أمرًا صعبًا، ولكنه مع ذلك أظهر نتائج واعدة ليس فقط في التجارب المخبرية ، بل أيضًا في الدراسات السريرية على الحيوانات .

خلفية

اكتشف يوهان غوتليب فوسفات الكالسيوم عام 1769، ومنذ ذلك الحين، خضع فوسفات الكالسيوم لأبحاث مكثفة ، وتبين أنه أحد أهم المكونات غير العضوية في الأنسجة الصلبة للفقاريات . [ 3 ] استُخدم فوسفات الكالسيوم لعلاج أمراض متنوعة مثل الكساح ، والتهاب الغدد الليمفاوية ، والإسهال ، والقرحة ، والالتهابات ، إلا أن استخدامه في جراحة العظام وطب الأسنان ظلّ محور التركيز الرئيسي لسنوات عديدة. [ 3 ] قبل استخدام فوسفات الكالسيوم في جراحة العظام، شاع استخدام الخزف الحيوي نظرًا لخموله الحيوي وخصائصه الميكانيكية المميزة، ولكن على الرغم من نجاح الخزف الحيوي، إلا أن هذه المادة كانت تُستخدم فقط كبديل للعظام المكسورة، ولم تُوفر وسيلة لإعادة نمو العظام داخل الأنسجة المتضررة. [ 3 ] [ 4 ]

بحلول مطلع القرن العشرين، بدأ العلماء باستخدام فوسفات الكالسيوم في العمليات الجراحية كوسيلة لتطبيق طعوم عظمية بسيطة ، وبحلول عام 1950 تم اكتشاف فوسفات الكالسيوم ذاتي التصلب بالاشتراك مع الخزف الحيوي. [ 3 ] [ 4 ] بين عامي 1976 و1981، بدأ استخدام فوسفات الكالسيوم على نطاق أوسع كطلاءات لزراعات العظام والأسنان لتحفيز اندماج عظمي أقوى ، وبحلول تسعينيات القرن العشرين، بدأ استخدام فوسفات الكالسيوم كوسيلة فعالة لنقل الأدوية، وبدأ استخدامه يتوسع ليشمل مجالات أخرى مثل هندسة الأنسجة .

اكتُشف فوسفات ثماني الكالسيوم (OCP) في خمسينيات القرن الماضي، عندما اكتشف العلماء أنه بتغيير نسبة فوسفات الكالسيوم، يمكن إنتاج أشكال مختلفة من فوسفات الكالسيوم. [ 4 ] يُنظر إلى فوسفات ثماني الكالسيوم على نطاق واسع باعتباره مادة أولية غير عضوية لهيدروكسي أباتيت، وهو معدن غير عضوي مشابه لفوسفات الكالسيوم، موجود في العظام والأسنان ، ويلعب دورًا رئيسيًا في البنية العامة للعظام وقوتها وقدرتها على التجدد. [ 5 ] [ 6 ] بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن فوسفات ثماني الكالسيوم، مقارنةً بأشكال فوسفات الكالسيوم الأخرى، يتمتع بمستويات أعلى من التوافق الحيوي ومعدلات اندماج عظمي متزايدة . [ 5 ] جعلت الخصائص المفيدة لفوسفات ثماني الكالسيوم منه مرشحًا رئيسيًا للعديد من الاستخدامات في جراحة العظام، وعلى الرغم من استخدام الإنتاج الضخم، إلا أن القيود الكيميائية الصارمة للغاية تجعل الإنتاج الضخم بوتيرة سريعة أمرًا صعبًا. [ 7 ]

نوع التفاعل بين السيراميك والأنسجة

يمكن تصنيف السيراميك إلى أربع فئات بناءً على تفاعله مع الأنسجة. النوع الأول (كثيف، غير مسامي، وخامل) يتميز بالقوة والصلابة، ويلتصق بالعظم/النسيج، مما يؤدي إلى تثبيت الجهاز في النسيج. أما النوع الثاني (مسامي وخامل) فيتميز بقوة إجمالية أقل، ولكنه مفيد كطلاء، ويؤدي إلى تثبيت بيولوجي. ويُظهر النوع الثالث (كثيف وغير مسامي) تثبيتًا بيولوجيًا من خلال الالتصاق الكيميائي المباشر بالعظم. وأخيرًا، يُستبدل النوع الرابع (كثيف، غير مسامي، وقابل للامتصاص) ببطء بالعظم. وتتشابه طبيعة فوسفات ثماني الكالسيوم مع طبيعة السيراميك من النوع الرابع.

تختلف أنواع السيراميك من النوع الرابع بناءً على نسبة الكالسيوم إلى الفوسفات (Ca:P)؛ وتؤدي النسبة الأكثر استقرارًا/المثالية (Ca:P=10:6=1.67) إلى إنتاج هيدروكسي أباتيت (HA)، والذي يُستخدم غالبًا في جراحة العظام نظرًا لتوافقه الحيوي وتشابهه مع نسيج العظام الطبيعي. [ 8 ] في حين أن هيدروكسي أباتيت يُستخدم على نطاق واسع ويُعتبر خيارًا ممتازًا لجراحة العظام، فقد ثبت أن فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) (Ca:P=1.33)، على الرغم من صعوبة تصنيعه وتلبيده وتشكيله ، ليس فقط أكثر قابلية للامتصاص من هيدروكسي أباتيت، بل أيضًا أنه يُحفز تكوين العظام بشكل عام أكثر من هيدروكسي أباتيت. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

خصائص المواد

يعرض الجدول أدناه خصائص مختلفة لمادة فوسفات ثماني الكالسيوم ووصفًا لهذه الخصائص.

خصائص فوسفات ثماني الكالسيوم [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
البنية البلورية

(ممتلكات بالجملة)

  • تم تحديد بنية فوسفات ثماني الكالسيوم على أنها ثلاثية الميل مع مجموعة فراغية P1.
  • خصائص الشبكة البلورية لوحدة الخلية OCP: a = 19.692 Å، b = 9.523 Å، c = 6.835 Å، ɑ = 90.15°، β = 92.54°، و ɣ = 108.65°
    • عند انهيارها عند درجات حرارة عالية بما يكفي: a = 18.86 Å، و ɣ = 114.65°
  • يتكون التركيب البلوري نفسه من طبقات من الأباتيت ناقص الكالسيوم وطبقة مائية مما يجعل التركيب العام لـ OCP مشابهًا لتركيب البروشيت .
التركيب المتكافئ

(ممتلكات بالجملة)

  • نسبة 33.3  مول% من الفوسفات الحمضي إلى إجمالي الفوسفات الموجود إما في الطبقة المائية أو الطبقة التي تعاني من نقص الكالسيوم في البنية البلورية
التركيب الكيميائي

(ممتلكات بالجملة)

  • نسبة الكالسيوم إلى الفوسفور في فوسفات الكالسيوم هي 1.33
  • تؤدي النسب غير المتكافئة التي تم الحصول عليها عن طريق التخليق الكيميائي الرطب إلى قيمة Ca/P تبلغ 1.27.
الثبات الحراري

(ممتلكات بالجملة)

  • نظراً للكمية الكبيرة من الماء داخل مركب OCP (الناتجة عن الطبقة المائية)، فإن استقراره الحراري منخفض نسبياً، حيث يتحلل تماماً عند درجات حرارة أعلى من 300  درجة مئوية.
  • يحدث جفاف الطبقة المائية عند درجة حرارة 170  درجة مئوية، مما يؤدي إلى انكماشها وانهيار البنية البلورية لمركب فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع.
الذوبانية

(ممتلكات بالجملة)

  • يذوب عند قيم الأس الهيدروجيني 7.4
  • الذوبانية عند 25  درجة مئوية = 0.0081 غ/لتر
قوة الانحناء

(ممتلكات بالجملة)

  • تُظهر البلورات الكروية قوة انحناء تبلغ 7.633 ± 0.833 ميجا باسكال
  • تُظهر البلورات الصفائحية قوة انحناء تبلغ 7.07 ± 2.6 ميجا باسكال
  • قوة انحناء الشاشة الشبيهة بالشريط تبلغ 16.2 ± 0.7 ميجا باسكال
معامل يونغ

(ممتلكات بالجملة)

  • تُظهر البلورات الكروية قيم معامل يونغ تبلغ 4.8 ± 0.633 جيجا باسكال
  • تُظهر البلورات الصفيحية قيم معامل يونغ تبلغ 4.15 ± 0.62 جيجا باسكال
  • تُظهر البلورات الشبيهة بالشريط قيم معامل يونغ تبلغ 6.4 ± 0.7 جيجا باسكال

صلابة

(ممتلكات بالجملة)

  • تُظهر البلورات الكروية قيم صلابة تبلغ 0.157 ± 0.02  مم جيجا باسكال
  • تُظهر البلورات الصفائحية قيم صلابة تبلغ 0.133 ± 0.03  مم ميجا باسكال
  • تُظهر البلورات الشريطية الشكل قيم صلابة تبلغ 0.28 ± 0.03  مم ميجا باسكال
طاقة السطح

(خاصية السطح)

  • بالنسبة لمستويات البلورة (100) OCP (الطبقات الخاملة)، تبلغ طاقة السطح 1311 مللي جول/م² في الفراغ و462 مللي جول/م² في الماء
  • بالنسبة لمستويات البلورة (200) OCP (الطبقات المائية)، تبلغ طاقة السطح 858 مللي جول/م² في الفراغ و189 مللي جول/م² في الماء

تُظهر الأنواع البلورية الثلاثة (الكروية، والشريطية، والصفيحة) سلوكًا انحنائيًا؛ بعضها هش ، والبعض الآخر مطاوع . البلورات الكروية والشريطية هشة، تشبه السيراميك ؛ إذ تتشوه مرنًا حتى أقصى إجهاد ، ثم تنكسر فورًا (تشوه لا رجعة فيه). [ 13 ] أما البلورات الصفيحية، فقد أظهرت خصائص مطاوعة أكثر. على عكس البلورات الكروية والشريطية، تتشوه البلورات الصفيحية مرنًا حتى أقصى إجهاد، لكنها لا تنكسر، بل تتحول إلى تشوه لدن مشابه للمعادن وبعض البوليمرات . [ 13 ]

توليف

نظراً لتعدد استخدامات فوسفات ثماني الكالسيوم (OCP)، فقد طُوّرت العديد من طرق التخليق، إلى جانب بذل جهود حثيثة لزيادة معدل إنتاجه الإجمالي. تشمل هذه الطرق تفاعلات الترسيب ، وتفاعلات التحلل المائي ، والتقادم، واستبدال الأيونات. [ 7 ] وقد نجحت جميع الطرق المذكورة سابقاً في إنتاج فوسفات ثماني الكالسيوم عالي النقاوة؛ ولكن لزيادة إنتاجه، من الضروري التحكم في ظروف التفاعل، إذ أن أي انحراف طفيف في التركيز المولي ، أو الرقم الهيدروجيني ، أو درجة الحرارة، قد يؤدي بسهولة إلى ظهور أنواع مختلفة من فوسفات الكالسيوم، مثل فوسفات ثنائي الكالسيوم أو هيدروكسي أباتيت . [ 7 ]

تساقط

تتضمن عملية الترسيب مزج أسيتات الكالسيوم ( Ca(CH₃COO ) ₂ ) مع محلول فوسفات الصوديوم ، والذي يتكون عادةً من مزيج من فوسفات ثنائي الصوديوم ( Na₂HPO₄ ) وفوسفات هيدروجين الصوديوم ( NaH₂PO₄ ) . [ 15 ] [ 16 ] تضمنت شروط تفاعلات الترسيب تركيزًا مولاريًا لأسيتات الكالسيوم قدره 0.04 مولار، وتركيزًا مولاريًا لمحلول فوسفات الصوديوم قدره 0.04 مولار. تراوح الرقم الهيدروجيني (pH) بين 5.0 و6.5، وتراوحت درجات الحرارة بين 37 و90 درجة مئوية. [ 15 ] [ 16 ]

التحلل المائي

يُصنّع فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) عادةً عن طريق التحلل المائي لفوسفات ثلاثي الكالسيوم ألفا (α-TCP). [17] ولتحضير OCP، يُحوّل α-TCP مع كربونات الكالسيوم والبروشيت ( CaHPO₄ · 2H₂O ) إلى الحالة الصلبة تمهيدًا للتحلل المائي . ثم يُجرى تفاعل التحلل المائي بمزج α-TCP المُحضّر مسبقًا مع حمض الفوسفوريك بتركيز 0.0016 مولار عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ودرجة حموضة 6. وخلال عملية التحلل المائي، وللحفاظ على فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع، من الضروري الحفاظ على نسبة فوسفات الكالسيوم (Ca/P) عند 1.33. [ 17 ] [ 18 ]

شيخوخة

تُجرى تفاعلات التقادم بطريقة مشابهة لتفاعلات الترسيب ، إلا أن الترسيب قد ينتج عنه أحيانًا جزيئات غير محددة المعالم نظرًا لسرعة عملية الترسيب. [ 18 ] لذا، بعد انتهاء تفاعل الترسيب، يُخلط المحلول برفق لفترات تتراوح بين 3 و12 ساعة، مما ينتج عنه بلورات فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع محددة المعالم، والتي يمكن استخلاصها بعد ذلك عن طريق الترشيح باستخدام حشوات غشائية.

استبدال الأيونات

تُجرى تفاعلات استبدال الأيونات بطريقة مشابهة لتفاعلات الترسيب؛ ولكن بدلاً من أسيتات الكالسيوم ، تُستخدم أنواع أخرى للحصول على رواسب أكثر تبلورًا. [ 19 ] تشمل الأيونات المغنيسيوم (Mg²⁺ ) ، والسترونتيوم (Sr²⁺ ) ، والمنغنيز (Mn²⁺ ) . يُمكن أن يُؤدي تغيير شكل الأسيتات المُستخدمة خلال تفاعلات الترسيب إلى تأثيرات مُختلفة اعتمادًا على العنصر المُستخدم وتركيزه. [ 19 ] وُجد أن السترونتيوم يُحسّن الخصائص النشطة بيولوجيًا لمركب فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP). [ 5 ] من حيث الثبات الحراري، يُمكن أن تُؤدي إضافة السترونتيوم أو المغنيسيوم إلى البنية إلى انخفاض الثبات الحراري وزيادة في درجة انهيار مركب فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع. [ 12 ]

مركبات فوسفات ثماني الكالسيوم

مركبات الجيلاتين- OCP

تُستخدم الإسفنجات الهلامية عادةً كدعامات لدمج العظام، ويعود ذلك أساسًا إلى مساميتها العالية . إذ تُسهم بنية الهلام المسامية في تعزيز الاندماج العظمي عند دمجه مع مركبات سيراميك فوسفات الكالسيوم. [ 13 ] يمكن تكوين مركبات هلام-OCP باستخدام طرق متنوعة، ولكن إحدى الطرق الشائعة هي الترسيب المشترك ، وقد أثبتت فعاليتها في إنتاج مركبات هلام-OCP مثالية مع الحفاظ على المسامية العالية اللازمة للاندماج العظمي. [ 13 ] وقد أظهرت الدراسات قبل السريرية التي أُجريت على الحيوانات الحية، والتي قارنت مركبات هلام-OCP بمجموعات تحكم هلامية نقية، أن دعامة الهلام قادرة على تجديد كميات كبيرة من العظام في غضون أشهر (حوالي 4 أشهر) من الزرع، مما يشير إلى أن مركبات هلام-OCP تتمتع بقدرة عالية على توصيل العظام، مما يُعزز عملية تجديدها. [ 13 ]

مركبات الكولاجين-OCP

تستخدم مركبات الكولاجين-OCP الكولاجين ، وهو بروتين أساسي يشكل 30% من إجمالي البروتين في معظم الكائنات الحية . [ 20 ] يتميز الكولاجين بإمكانية استخدامه في العديد من التطبيقات، مثل الإسفنج والهيدروجيل ، أو حتى دمجه مع أشكال أخرى من فوسفات الكالسيوم مثل هيدروكسي أباتيت . [ 13 ] بالإضافة إلى ذلك، تُظهر المركبات القائمة على الكولاجين خصائص وبنية مشابهة لأنسجة العظام الطبيعية، مثل الموصلية العظمية العالية، والتكامل الحيوي المُحسَّن. [ 13 ] يمكن تصنيع مركبات الكولاجين-OCP، على غرار مركبات الجل-OCP، باستخدام طرق عديدة، ولكن إحدى الطرق الشائعة هي صبّ مخاليط من محاليل OCP والكولاجين المستخلصة من جلود الحيوانات. [ 13 ] أظهرت الدراسات قبل السريرية التي أُجريت على الحيوانات الحية لتقييم تأثيرات مركبات الكولاجين-OCP أن المركب بحد ذاته يُظهر تحسناً في تجديد العظام، وقدرةً على توصيل العظام، وقابليةً للتحلل الحيوي مقارنةً بمجموعة التحكم المكونة من OCP النقي أو الكولاجين، فضلاً عن تحفيز نشاط الخلايا البانية للعظم والخلايا الهادمة للعظم أثناء إعادة نمو العظام وإعادة تشكيلها، مما يشير إلى إمكانية استخدامه في إعادة نمو العظام في التطبيقات السريرية. [ 13 ] [ 21 ] [ 11 ]

مركبات الألجينات-OCP

الألجينات هو عديد سكاريد مُستخلص من نوع من الطحالب البنية، وقد حظي باهتمام متزايد نظرًا لتوافقه الحيوي الجيد وسهولة تكوينه للهلام . [ 13 ] [ 22 ] على غرار مركبات فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) القائمة على الكولاجين والهلام، استُخدمت كل من طريقتي الترسيب المشترك والخلط لإنتاج مركبات الألجينات-OCP. تُنتج كلتا الطريقتين مركبات قابلة للاستخدام ذات مسامية مناسبة ، يُمكن التحكم بها بشكل أكبر عن طريق تغيير تركيز الألجينات أو سرعة الطرد المركزي أثناء تفاعلات التخليق. [ 13 ] كما أظهرت مركبات الألجينات-OCP، على غرار الدعامات المذكورة سابقًا، مستويات مُتزايدة من الاندماج العظمي والتفاعلات المُحفزة لتكوين العظام، بالإضافة إلى قدرتها على تحفيز الخلايا العظمية في المختبر ، وقدرتها على المساعدة في تحويل فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) إلى هيدروكسي أباتيت ( HA) في الجسم الحي. [ 13 ]

مركبات حمض الهيالورونيك-OCP

حمض الهيالورونيك بوليمر طبيعي موجود في الجلد والأوتار والسائل الزلالي كجزء من المصفوفة خارج الخلوية للأنسجة الضامة . [ 13 ] يُستخدم حمض الهيالورونيك، كمكون في المواد المركبة، كوسيلة لتوصيل فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP). [13] تُصنع سقالات حمض الهيالورونيك-OCP ببساطة عن طريق خلط حبيبات OCP مع حمض الهيالورونيك عند درجة حموضة مضبوطة، والنتيجة هي معجون قابل للحقن. [ 13 ] فيما يتعلق بتجديد العظام ، أظهرت معاجين حمض الهيالورونيك-OCP المركبة تحسنًا في التوصيل العظمي بعد الحقن مباشرة، كما أظهرت تحللًا حيويًا بواسطة الخلايا الآكلة للعظم . [ 13 ]

التطبيقات

جراحة العظام

يرتبط تركيب فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) ارتباطًا وثيقًا بتركيب هيدروكسي أباتيت (HA)، مما جعله بديلًا جذابًا للعظام لدى علماء المواد الحيوية وجراحي العظام . [ 12 ] لوحظت لأول مرة قدرة أعلى على تحفيز نمو العظام في استجابة أنسجة العظام لدى الفئران عند وضع OCP على قبة الجمجمة على شكل حبيبات، مما يدل على تفوقه في تحفيز نمو العظام على مواد فوسفات الكالسيوم الأخرى مثل فوسفات الكالسيوم ثنائي الكالسيوم اللامائي (DCP)، وفوسفات الكالسيوم غير المتبلور (ACP)، وهيدروكسي أباتيت ناقص الكالسيوم (CDHA)، وهيدروكسي أباتيت متكافئ التركيب. [ 12 ] كما يميل OCP إلى التحلل الحيوي داخل العظام. [ 12 ] يتميز OCP بقدرته على تحفيز نمو العظام وقابليته للتحلل الحيوي، ويمكنه تحفيز تكوين العظام من خلال تمايز الخلايا البانية للعظم وتكوين الخلايا الهادمة للعظم . [ 12 ] أثناء التحول الديناميكي الحراري لـ OCP إلى HA، وُجد أنه يحفز قدرة الخلايا بقوة عبر التحلل المائي في البيئات الحية .

يمكن لفوسفات الكالسيوم القابل للتحلل الحيوي (Ca-P)، مثل فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP)، أن يعزز تجدد العظام من خلال إعادة تشكيلها ، والتي تشمل ارتشاف العظام بواسطة الخلايا الآكلة للعظام وتكوينها بواسطة الخلايا البانية للعظام. [ 12 ] أظهرت إحدى الدراسات أن تكوين الخلايا الآكلة للعظام بواسطة فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع كان مماثلاً تقريبًا لتكوينها بواسطة فوسفات ثلاثي الكالسيوم بيتا (β-TCP)، وأن فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع ومخاليط فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع/هيدروكسي أباتيت (OCP/HA) أظهرت تعبيرًا أعلى لعامل اقتران الكالسيوم مقارنةً بفوسفات ثلاثي الكالسيوم بيتا (β-TCP) عند زراعتها مع خلايا البالعات الكبيرة لنخاع عظم الفأر . [ 12 ]

أظهرت الدراسات التي أجريت على زرع حبيبات فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) في عيوب جمجمة الفئران تنشيط الاستجابات الخلوية للعظام وتحفيز عمليات إعادة تشكيلها. [ 12 ] كما أظهرت الدراسات أن الدعامات المركبة التي تحتوي على فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع والجيلاتين تحفز تجديد العظام في عظام الأرانب بمعدلات أسرع من بدائل فوسفات ثلاثي الكالسيوم بيتا (β-TCP). [ 12 ]

طب الأسنان

على الرغم من أن فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) لم يُستخدم على نطاق واسع في طب الأسنان، إلا أن خصائصه الحيوية جذبت انتباه جراحي الفم والباحثين. [ 12 ] فعلى سبيل المثال، يمكن لطلاء فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع على غرسات الزركونيا الفموية أن يُحسّن الاندماج العظمي للغرسات الخزفية الموجودة مسبقًا ، نظرًا لقدرته العالية على تحفيز نمو العظام وإيصال الأدوية. [ 23 ] وقد أتاح هذا الطلاء إمكانية التكرار، وسرعة التركيب، والبساطة، وقوة الالتصاق الشدية الجيدة . في ظروف معينة، قد يسمح تركيب طلاء فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع بدمج جزيئات نشطة بيولوجيًا فيه، مما يوفر إمكانية استخدامه في تطبيقات إيصال الأدوية. [ 23 ] كما تشير الدراسات إلى إمكانية استخدام الأسمنت القائم على فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع كعامل لتغطية لب السن، وقد تم إثبات ذلك في الفئران، حيث خلصت النتائج إلى أن هذا الأسمنت يُحسّن عمليات الشفاء في لب السن . [ 24 ]

توصيل الأدوية

ركزت الدراسات التي تناولت تحسين وظائف العوامل العلاجية لأنظمة توصيل الأدوية لعلاج أمراض العظام بشكل أساسي على جسيمات فوسفات الكالسيوم النانوية، وبلورات هيدروكسي أباتيت النانوية، والأسمنتات والطلاءات والهياكل المسامية غير النشطة؛ إلا أن الدراسات المنشورة حول استخدام فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع (OCP) في هذه التطبيقات محدودة. [ 13 ] وتشمل معظم هذه الأبحاث تحسين وظائف فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع باستخدام البيسفوسفونات (BPs)، والتي تُستخدم عادةً كعوامل مضادة لامتصاص العظام. [ 13 ] وقد تم دمج الأليندرونات ، وهو بيسفوسفونات شائع الاستخدام، مع فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع في بعض الدراسات، مما أظهر تثبيطًا لتكوين الخلايا ناقضة العظم وتمايزها، ولكنه عزز تكاثر الخلايا بانية العظم ونشاطها. [ 13 ] كما أظهر فوسفات الكالسيوم ثماني الأضلاع المحمل بالأليندرونات تحسنًا في مؤشرات تمايز الخلايا بانية العظم مقارنةً بالأليندرونات المحمل بهيدروكسي أباتيت. [ 13 ] أظهرت الاختبارات المعملية التي أجريت على بيئات محاكاة حيوية للخلايا العظمية البانية والهادمة والخلايا البطانية أن البيسفوسفونات تمنح فوسفات الكالسيوم المُعدَّل وظيفيًا خصائص مضادة لامتصاص العظام ومضادة للأورام. [ 13 ]

أمان

أثبتت دراسات ما قبل السريرية المختلفة سلامة مركب الكولاجين OCP. أجرت إحدى الدراسات تقييمًا للسلامة بعد زرع مركبات الكولاجين OCP في حالات عيوب عظم السنخ ، وأشارت إلى أن جميع المشاركين أكملوا التجربة دون مشاكل صحية كبيرة. [ 25 ] لم تُسجّل أي حالات خطيرة من خلل وظائف الكبد أو الكلى ، أو اختلال في توازن الكهارل ، أو نتائج غير طبيعية في تحليل البول ، كما لوحظ استجابة مناعية سليمة. [ 25 ] أصبح الحد الفاصل بين العظم الأصلي وزرعة مركب OCP غير قابل للتمييز، مما يدل على اندماج آمن وفعال. [ 25 ]

دراسات الحالة

الحالة رقم 1

شملت دراسة الحالة رقم 1 ستين مريضًا من الذكور والإناث، تتراوح أعمارهم بين 20 و70 عامًا، من تسعة مستشفيات. خضع جميع المشاركين لعمليات جراحية لرفع قاع الجيب الفكي، أو الحفاظ على تجويف السن ، أو استئصال كيس الفك، أو ترقيع العظام في الشق السنخي استعدادًا لزراعة الأسنان. ركزت الدراسة نفسها على اختبار فعالية إعادة نمو العظام لمركبات فوسفات الكالسيوم/الكولاجين. [ 26 ]

في حالات رفع قاع الجيب الفكي، قُسّمت الإجراءات إلى مرحلتين، إحداهما أحادية المرحلة والأخرى ثنائية المرحلة، وذلك بناءً على المسافة بين قمة العظم السنخي وقاع الجيب الفكي (المرحلتان = أقل من 5  مم، والمرحلة الواحدة = 5  مم أو أكثر). في العلاج أحادي المرحلة، زُرعت مادة مركبة من فوسفات الكالسيوم/الكولاجين في حيز العظم السنخي عبر رفع غشاء الجيب الفكي، ثم وُضعت غرسات الأسنان في موضع السن المفقود. بعد ستة أشهر، زُرعت التركيبات السنية للمرضى في المرحلة الأحادية. أما في العلاج ثنائي المرحلة، فكانت زراعة مادة فوسفات الكالسيوم/الكولاجين المركبة وزراعة الأسنان تفصل بينهما ستة أشهر. بعد ستة أشهر من إجراء زراعة الأسنان، وُضعت التركيبات السنية في الغرسات المزروعة سابقًا. صُنعت غرسات مرضى رفع قاع الجيب الفكي من التيتانيوم ، ولم تُغطَّ بأي مواد حيوية.

في حالات الحفاظ على تجويف السن، وُضعت حشوات مركبة من فوسفات الكالسيوم والكولونيا في مكان السن المخلوع، ثم خُيّطت لإغلاقه. بعد ستة أشهر من زراعة الحشوات المركبة، زُرعت غرسات الأسنان في مكان السن المفقود، وبعد ستة أشهر أخرى، رُكّبت الأطراف الصناعية على الغرسات.

في حالات استئصال الكيس ، بعد إزالة اللثة والسمحاق ، أُزيل العظم المحيط، ثم استُؤصلت أكياس الفك، ورُدم العظم المفقود بمادة مركبة من فوسفات الكالسيوم والكولاجين. بعد ذلك، أُعيدت اللثة والسمحاق إلى مكانهما وخُيّطت. أما في حالات شق العظم السنخي، فُضعت مادة مركبة من فوسفات الكالسيوم والكولاجين في عيب العظم السنخي، وغُطي العيب باللثة والسمحاق، ثم خُيّط.

اعتُبرت نتائج التحليل النسيجي والشعاعي "جيدة" إذا تم التعرف على عظم حديث التكوين ، ولم تكن هناك أي تشوهات نسيجية، وإذا اجتاز علاج الزرع ستة من أصل ستة فحوصات. أما إذا كان العظم حديث التكوين ضئيلاً أو غير قابل للتمييز، أو كان التحليل النسيجي غير طبيعي، وحصلت الزرعات على أربع نقاط أو أقل في فحص الزرعات، فقد اعتُبرت النتائج "ضعيفة". أظهر التحليل النسيجي لرفع قاع الجيب الفكي لمريض ضمن المجموعة ذات المرحلتين وجود عظم حديث التكوين في موضع زرع غرسة OCP/Col، ولم يتم العثور على أي ندبات أو خلايا التهابية. يوضح الجدول رقم 1 نتائج عرض العظم الكمية للمجموعات الأربع المختلفة ضمن الدراسة السريرية.

الجدول رقم 1: متوسط ​​عرض العظام العمودي قبل وبعد 24 أسبوعًا من العلاج بـ OCP/Co

جراحةمتوسط ​​عرض العظم العمودي
قبل زراعة موانع الحمل الفموية/الكوبالت (مم)24 أسبوعًا بعد زرع حبوب منع الحمل/الكوبالت (مم)
رفع قاع الجيب الفكي (مرحلة واحدة)4.4 ± 1.312.4 ± 2.1
رفع قاع الجيب الفكي (مرحلتان)2.4 ± 1.313.0 ± 3.8
الحفاظ على تجويف المقبس11.0 ± 7.218.9 ± 8.6

الحالة T2

شملت دراسة الحالة رقم 2 ثلاثة مرضى ذكور، تتراوح أعمارهم بين 63 و77 عامًا، خضعوا سابقًا لعملية تكبير الجيوب الأنفية أو عظم الحافة السنخية مع تحميل وظيفي لمدة عام على الأقل. أُجريت العمليات الجراحية الثلاث بواسطة طبيب أسنان متخصص في أمراض اللثة، وخضع كل مشارك لعملية جراحية مختلفة. خضع المريض رقم 1 لعملية تكبير عظمية لعيوب ما حول الزرعات، وخضع المريض رقم 2 لعملية تكبير عظم الحافة السنخية العمودية، وخضع المريض رقم 3 لعملية تكبير الجيوب الأنفية وعظم الحافة السنخية. [ 27 ]

خضع المريض رقم 1 لعملية زرع ثلاثية الأجزاء في المناطق 44 و45 و46 ( الضاحك الأول ، والضاحك الثاني، والضرس الأول في الفك السفلي ). بعد إدخال الغرسات، أُجريت عملية تجديد عظمي موجهة فوق عيب انحسار العظم حول الغرسة باستخدام مزيج من بديل عظمي صناعي تجاري (بونتري) ودم كامل. بعد أربعة أشهر من الزرع، لوحظت مستويات كافية من العظم الأفقي، مما ساهم جزئيًا في تعويض الفقدان الأولي لأنسجة العظم الناتج عن التهاب ما حول الغرسة الذي عانى منه المريض قبل الدراسة. [ 28 ]

خضع المريض رقم ٢ أيضًا لثلاث عمليات زرع في المناطق ٢٤ و٢٦ و٢٧. قبل الزرع، تم إجراء عملية رفع عظم الفك عموديًا باستخدام مادة بونتريه ممزوجة بالدم الكامل ومغطاة بشبكة من التيتانيوم. بعد ستة أشهر من رفع عظم الفك، تم وضع المرحلة الأولى من الزرعة؛ وبعد أربعة أشهر من الزرع الأول، تم وضع الزرعة الثانية. وأخيرًا، بعد ستة أشهر من الزرع الثاني، تم تركيب الطرف الاصطناعي.

خضع المريض رقم 3 لعملية زرع على ثلاث مراحل. في البداية، تم إجراء رفع الجيب الفكي ورفع الحافة السنخية باستخدام مادة بونتري، والدم الكامل، وغشاء من التيتانيوم المدعم بمادة PTFE لرفع الحافة السنخية. بعد ستة أشهر من عمليات الرفع، أُجريت عمليتا الزرع الأولى والثانية في المنطقتين 16-17 بعد جراحة زرع واحدة. بعد أربعة أشهر من جراحة الزرع الأولى، تم إجراء فتحة سمحاقية معدلة بسبب فقدان الغشاء المخاطي الملتصق من الجهة الشفوية. وأخيرًا، بعد ستة أشهر من عملية الزرع الثانية، تم تركيب الطرف الاصطناعي . أظهرت الفحوصات النسيجية ترسب عظم حديث التكوين حول الطعوم العظمية واندماجًا جيدًا للعظم حديث التكوين مع الطعم العظمي الصناعي. كما لم يتم رصد أي تفاعلات تجاه الجسم الغريب أو مشاكل التهابية .

أظهرت الفحوصات الإشعاعية التي أُجريت بعد زراعة الأسنان للمرضى الثلاثة عدم وجود أي مشاكل فورية بعد العملية؛ وبعد أربعة أشهر من العملية، أظهرت مستويات ثبات للزرعات تزيد عن 60 لجميع الزرعات. وبعد عام من الزرع، أظهرت النتائج اندماج الزرعات مع عظم السنخ المتجدد حديثًا وعدم وجود أي فقدان واضح للعظم.

مراجع

  1. ↑ ليجيروس ، ر. ز. (مارس 1985). "تحضير فوسفات ثماني الكالسيوم (OCP): طريقة مباشرة سريعة". مجلة الأنسجة المتكلسة الدولية . 37 (2): 194-197 . doi : 10.1007/BF02554841 . PMID 3924374. S2CID 38990778 .  
  2. ↑ براون، دبليو إي، لير، جيه آر، سميث، جيه بي، فريزر، إيه دبليو (1957). "علم البلورات لفوسفات ثماني الكالسيوم" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 79 (19): 5318-5319 . Bibcode : 1957JAChS..79R5318B . doi : 10.1021/ja01576a068 .
  3. 1 2 3 4 كانيلاس إم، بينا بي، دي آزا آه، رودريغيز إم إيه (مايو 2017). "فوسفات الكالسيوم للتطبيقات الطبية الحيوية". Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio . 56 (3): 91-112 . دوى : 10.1016/j.bsecv.2017.05.001 . اتش دي ال : 10261/201422 . ردمك 0366-3175 . 
  4. 1 2 3 إلياز ن، ميتوكي ن (مارس 2017). "الخزف الحيوي لفوسفات الكالسيوم: مراجعة لتاريخه، وبنيته، وخصائصه، وتقنيات طلائه، وتطبيقاته الطبية الحيوية" . المواد . 10 ( 4): 334. Bibcode : 2017Mate...10..334E . doi : 10.3390/ma10040334 . PMC 5506916. PMID 28772697 .  
  5. 1 2 3 تيتيرينا أي واي، سميرنوف آي في، فادييفا آي إس، فادييف آر إس، سميرنوفا بي في، مينايتشيف في في، وآخرون . (نوفمبر 2021). "فوسفات ثماني الكالسيوم لهندسة أنسجة العظام: التخليق، والتعديل، وتقييم التوافق الحيوي في المختبر" . المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 22 (23) 12747. doi : 10.3390/ijms222312747 . PMC 8657881. PMID 34884557 .   
  6. ↑ حبيبة، ت. يو.، أملاني، د. ف.، بريزويلا، م. (2023). "مادة هيدروكسي أباتيت السنية" . ستات بيرلز . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 30020686. تاريخ الاسترجاع: 30 أبريل 2023 . 
  7. 1 2 3 أوسوليفان ر، كيلي د (يناير 2020). "7 - خيارات منهجيات التخليق لمصنع فوسفات ثماني الكالسيوم على نطاق واسع". في سوزوكي أ، إنسلي ج (محرران). مواد فوسفات ثماني الكالسيوم الحيوية. سلسلة وود هيد للنشر في المواد الحيوية. وود هيد للنشر. ص 147-176 . ISBN  978-0-08-102511-6.
  8. ↑ ليجيروس آر زد، ليجيروس جيه بي (يناير 2008). "هيدروكسي أباتيت". في كوكوبو تي (محرر). الخزف الحيوي وتطبيقاته السريرية . وود هيد للنشر. ص 367-394 . doi : 10.1533/9781845694227.2.367 . ISBN  978-1-84569-204-9.
  9. ↑ كاماكورا إس، ساسانو واي، شيميزو تي، هاتوري كيه، سوزوكي أو، كاجاياما إم، موتيجي كيه (يناير 2002). "فوسفات ثماني الكالسيوم المزروع أكثر قابلية للامتصاص من فوسفات ثلاثي الكالسيوم بيتا وهيدروكسي أباتيت". مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية . 59 (1): 29-34 . doi : 10.1002/jbm.1213 . PMID 11745534 . 
  10. ↑ شيواكو واي، سوزوكي أو (يناير 2020). "تأثيرات فوسفات ثماني الكالسيوم على العوامل الجهازية والموضعية التي تنظم نشاط خلايا العظام". في سوزوكي أو، إنسلي جي (محرران). مواد حيوية من فوسفات ثماني الكالسيوم . دار وود هيد للنشر. الصفحات 17-36 . doi : 10.1016/B978-0-08-102511-6.00002-9 . ISBN  978-0-08-102511-6. S2CID 213774945 . 
  11. 1 2 3 سوزوكي أو (مايو 2013). "مواد بديلة للعظام قائمة على فوسفات ثماني الكالسيوم (OCP)" . مجلة العلوم السنية اليابانية . 49 (2): 58-71 . doi : 10.1016/j.jdsr.2013.01.001 .
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 سوزوكي، أو.، شيواكو، ي.، هاماي، ر. (مارس 2020). " مواد بديلة للعظام من فوسفات ثماني الكالسيوم: مقارنة بين خصائص المواد الحيوية ومواد فوسفات الكالسيوم الأخرى" . مجلة مواد طب الأسنان . 39 (2): 187-199 . doi : 10.4012/dmj.2020-001 . PMID 32161239. S2CID 212678939 .  
  13. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 سوزوكي، أو . ، وإنسلي، ج. ( محرران). (2019). مواد حيوية من فوسفات ثماني الكالسيوم . دار وود هيد للنشر. ISBN 978-0-08-102512-3.
  14. ↑ فان إل، تشانغ واي، هو جيه، فانغ واي، هو آر، شي دبليو، وآخرون . (أكتوبر 2021). " خصائص سطح بلورات فوسفات ثماني الكالسيوم النانوية حاسمة لنشاطها البيولوجي" . ACS Omega . 6 (39): 25372–25380 . doi : 10.1021/acsomega.1c03278 . PMC 8495883. PMID 34632195 .   
  15. 1 2 أريلانو-خيمينيز إم جيه، غارسيا-غارسيا آر، رييس-غاسغا جيه (فبراير 2009). "تخليق وتحلل فوسفات ثماني الكالسيوم وتوصيفه بواسطة المجهر الإلكتروني وحيود الأشعة السينية". مجلة فيزياء وكيمياء المواد الصلبة . 70 (2): 390-395 . Bibcode : 2009JPCS...70..390A . doi : 10.1016/j.jpcs.2008.11.001 . ISSN 0022-3697 . 
  16. 1 2 كومليف، ف. س.، فادييفا، إ. ف.، فومين، أ. س.، شفورنيفا، ل. إ.، فيرو، د.، بارينوف، س. م. (يونيو 2010). "تخليق فوسفات ثماني الكالسيوم بالترسيب من المحلول". دوكلادي كيمستري . 432 (2): 178-182 . doi : 10.1134/S0012500810060066 . ISSN 0012-5008 . S2CID 95244316 .  
  17. 1 2 بيجي أ، بوانيني إي، بوتر ر، بانزافولتا س، روبيني ك (أبريل 2002). "تحلل فوسفات ثلاثي الكالسيوم ألفا إلى فوسفات ثماني الكالسيوم: تأثير بولي أكريلات الصوديوم". المواد الحيوية . 23 (8): 1849-1854 . doi : 10.1016/S0142-9612(01)00311-8 . PMID 11950055 . 
  18. 1 2 سانجدت، ب.م.، وأوجاوا، م. (أبريل 2021). "النمو الموجه لفوسفات ثماني الكالسيوم باستخدام خلط مفاعل التدفق الدقيق والتقادم اللاحق" . مجلة RSC Advances . 11 (26): 15969-15976 . Bibcode : 2021RSCAd..1115969S . doi : 10.1039/D1RA00827G . PMC 9031023. PMID 35481191 .  
  19. 1 2 بوانيني إي، غازانو إم، روبيني ك، بيجي أ (2010-08-04). "فوسفات ثماني الكالسيوم المنهار والمثبت بواسطة الاستبدالات الأيونية" . نمو البلورات وتصميمها . 10 (8): 3612-3617 . Bibcode : 2010CrGrD..10.3612B . doi : 10.1021/cg100494f . ISSN 1528-7483 . 
  20. ↑ "الكولاجين: ماهيته، أنواعه، وظيفته وفوائده" . كليفلاند كلينك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2023 .
  21. ↑ كاواي تي، سوزوكي أو، ماتسوي ك، تانوما واي، تاكاهاشي تي، كاماكورا إس (مايو 2017). "مركب فوسفات ثماني الكالسيوم والكولاجين يُسهّل تجديد عظام الفك السفلي في حالات العيوب الكبيرة لدى البشر" . مجلة هندسة الأنسجة والطب التجديدي . 11 (5): 1641-1647 . doi : 10.1002/term.2110 . PMID 26612731. S2CID 3685228 .  
  22. ↑ لي كي واي، موني دي جيه (يناير 2012). " الألجينات: خصائصها وتطبيقاتها الطبية الحيوية" . التقدم في علوم البوليمرات . 37 (1): 106-126 . doi : 10.1016/j.progpolymsci.2011.06.003 . PMC 3223967. PMID 22125349 .  
  23. 1 2 ستيفانيك م، كرنيل ك، بريبوسيتش إ، كوسماك ت (مارس 2012). "الترسيب الحيوي السريع لطلاءات فوسفات ثماني الكالسيوم على سيراميك الزركونيا (Y-TZP) لتطبيقات زراعة الأسنان". مجلة علوم الأسطح التطبيقية . 258 (10): 4649-4656 . Bibcode : 2012ApSS..258.4649S . doi : 10.1016/j.apsusc.2012.01.048 .
  24. ↑ سينا ​​م، ياماشيتا ي، ناكانو ي، أوهغاكي م، ناكامورا س، ياماشيتا ك، تاكاغي ي (يونيو 2004). "الأسمنت القائم على فوسفات ثماني الكالسيوم كعامل لتغطية لب السن في الفئران". جراحة الفم، طب الفم، علم أمراض الفم، أشعة الفم، وعلاج جذور الأسنان . 97 (6): 749-755 . doi : 10.1016/j.tripleo.2003.10.029 . PMID 15184859 . 
  25. 1 2 3 كاواي تي، تانوما واي، ماتسوي كيه، سوزوكي أو، تاكاهاشي تي، كاماكورا إس (2016-01-01). " السلامة السريرية والفعالية لزرع مركبات الكولاجين من فوسفات ثماني الكالسيوم في تجاويف خلع الأسنان وفتحات الأكياس" . مجلة هندسة الأنسجة . 7 2041731416670770. doi : 10.1177/2041731416670770 . PMC 5051665. PMID 27757220 .  
  26. ↑ كاواي تي، كاماكورا إس، ماتسوي كيه، فوكودا إم، تاكانو إتش، إينو إم، وآخرون . (يناير 2020). " دراسة سريرية لمركب فوسفات ثماني الكالسيوم والكولاجين في جراحة الفم والوجه والفكين" . مجلة هندسة الأنسجة . 11 2041731419896449. doi : 10.1177/2041731419896449 . PMC 6978823. PMID 32030119 .   
  27. ↑ كيم جيه إس، جانغ تي إس، كيم إس واي، لي دبليو بي (27 أغسطس 2021). "بديل العظام المصنوع من فوسفات ثماني الكالسيوم (بونتري): من البحث الأساسي إلى دراسة الحالة السريرية" . العلوم التطبيقية . 11 (17): 7921. doi : 10.3390/app11177921 . ISSN 2076-3417 . 
  28. ↑ "أمراض ما حول الزرعات" . الأكاديمية الأمريكية لطب اللثة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-04-2023 .