الرئيسيةعريقبحث

التحام العظم

☰ جدول المحتويات

الاندماج أو الالتحام العظمي، هو مصطلح مشتق من اللغتين اليونانية واللاتينية. المصطلح يدل على الرابطة البنائية والوظيفية المباشرة الناشئة بين خلايا العظم الحية وسطح الغرسة الصناعية الحاملة. مفهوم الاندماج العظمي أدى إلى نهضة في مجال العلوم الطبية و استبدال المفاصل بالإضافة إلى غرسات (زرعات) الأسنان و الأطراف الصناعية لمبتوري الأطراف.

التعريف

الاندماج العظمي يعرف أيضاً على أنه عملية نشوء واجهة مباشرة بين الغرسة والعظم. بدون تدخل الأنسجة الرخوة.[1] الغرسة المندمجة بالعظم هي نوع من الغرسات الذي يعرف ب " غرسة بطانة العظم المحتوية على مسامات للسماح بهجرة الخلايا العظمية والنسيج الضام الداعم".[2] عند تطبيق هذا المصطلح على زراعة الأسنان, فإن هذا يشير إلى نمو العظم على سطح الغرسة أو الزرعة مباشرة بدون اعتراض الأنسجة الرخوة. لا وجود لندبة, غضروف, أو أنسجة رابطة بين العظم وسطح الغرسة. يمكن التأكد من وجود هذه الرابطة المباشرة بين العظم وسطح الغرسة باستخدام المجهر الإلكتروني.

ويمكن أيضا تعريف الاندماج العظمي على أنه:

  1. اندماج العظم: هو الرابطة المباشرة بين نسيج العظم ومادة بلاستيكية خاملة من دون تدخل النسيج الضام.
  2. العملية والرابطة المباشرة الناشئة بين سطح المادة داخلية المنشأ ونسيج العظم للعائل من دون تدخل النسيج الضام.
  3. السطح الفاصل بين المادة الصناعية والنسيج العظمي.

التاريخ

غرسة تيتانيوم(الأسود) مغروسة في العظم(الأحمر)

لقد تم ملاحظة الاندماج العظمي أولاً من قبل بوث، بيتون ودافينبورت سنة 1940.[3][4] بوث وآخرون كانوا أول من قام بزراعة التيتانيوم في الحيوانات ولاحظوا مقدرة التيتانيوم على الاندماج مع العظم.[3][4] بوث وآخرون لاحظوا أن نتيجة لطبيعة عنصر التيتانيوم، قوته, و صلابته، لديه امكانات كبيرة ليتم استخدامه كمادة بديلة في المستقبل.[3][4] الاندماج العظمي شرح لاحقاً من قبل غوتليب فينثال سنة 1951.[3][5] فينثال قام بوضع مسامير التياتنيوم في عظم الفخذ لفئران التجارب ولاحظ بعد مرور 6 اسابيع، أن المسامير كانت مشدودة أكثر مما كانت عليه عندما وضعت أولا، بعد 12 أسبوع، واجه صعوبة أكثر في إزالة المسامير، وفي نهاية الأسبوع السادس عشر، المسامير كانت شديدة الإحكام لدرجة أن أحد المحاولات لفك المسمار أدت إلى كسر في عظم الفخذ. كشفت الفحوصات المجهرية للهيكل العظمي غياب التفاعل مع الغرسة أو الزرعة. التَّربُّق أو التّحجُّز بدى طبيعي للغاية."[3][5] التفاعلات التي وصفت من قبل فينثال وبوث، تم تعريفها لاحقاً بـ الاندماج العظمي من قبل بير انجفار برونمارك سنة 1952. برونمارك السويدي أجرى تجربة استخدم فيها زرعات تيتانيوم لدراسة تدفق الدم لعظام الأرانب. في ختام التجربة، عندما حان الوقت لإزالة زرعات التيتانيوم من العظم، لاحظ أن الزرعات كانت مندمجة تماماً مع العظم لدرجة أنه لا يمكن فكها عن العظم. برونمارك اطلق تسمية "الاندماج العظمي" على هذه الظاهرة، وكمن سبقه من العلماء لاحظ أيضاً إمكانية استخدام التيتانيوم في المستقبل.[3][4][5]

بداية تطبيق مفهوم الاندماج العظمي في طب الأسنان كانت في منتصف ستينيات القرن الماضي, 1960, نتيجة لاستنتاجات برونمارك.[6][7][8][9] في سنة 1965 عندما كان برونمارك بروفيسور التشريح في جامعة غوتنبرغ، قام بوضع غرسات الأسنان لأول مريض بشري- غوستا لارسون. هذه المريضة كانت تعاني من الشق أو الفلح الحنكي وكانت بحاجة إلى الغرسات لتدعيم سدادة الشق الحنكي. غوستا توفيت سنة 2005, و الغرسات أثبتت نجاحها خلال ال 40 عاما.[10]

في منتصف ال 1970, دخل برونمارك في شراكة تجارية مع شركة بروفوس السويدية لتصنيع غرسات الأسنان وباقي الأدوات المطلوبة في عملية الزراعة أو الغرس. لاحقاً قامت شركة بروفوس بفتح فرع فارما نوبل المتخصص بصناعات الغرسات. شركة فارما نوبل تسمى حالياً فارما بايوكير.أمضى برونمارك 30 عاما في صراع مع اللجنة العلمية ليتم طرح مفهوم الاندماج العظمي كطريقة علاجية، وكان برونمارك يتعرض في السويد إلى السخرية الواضحة خلال المؤتمرات العلمية. اضطر برونمارك لاحقاً إلى فتح عيادته الخاصة لعلاج المرضى بعد أن امتنعت جامعته عن تمويل أبحاثه. لاحقاً, بدأت مجموعة من الأكاديميين الشباب في ملاحظة عمل برونمارك في السويد، حيث أن جورج زارب الكندي كان ذو دور فعال في انتشار مفهوم الاندماج العظمي عالميا. يعد مؤتمر تورونتو المنعقد في سنة 1983 نقطة التحول، حيث أقر المجمع العلمي العالمي عمل برونمارك. يعد الاندماج العظمي في يومنا هذا طريقة علاجية شائعة جداً مع امكانية عالية لتنبؤ النتائج.[11][12]

آلية الاندماج العظمي

الاندماج العظمي يعد عملية ديناميكية حيث أن صفات الغرسة تلعب دوراً مهماً في التأثير على السلوكيات الجزيئية والخلوية. مصطلح الاندماج العظمي يشير إلى الرابطة الناشئة بين العظم ومعدن التيتانيوم أو التيتانيوم المغطى ب فوسفات الكالسيوم على وجه خاص، بالرغم من أن الاندماج مع العظم لوحظ مع أنواع أخرى من المعادن. كان يعتقد في السابق أن اندماج أو التحام زرعات التيتانيوم مع العظم يعتمد على الاستقرار الميكانيكي أو الرابط البيني.[13] و كان يعتقد أن الغرسات المغطات بفوسفات الكالسيوم تلتحم مع العظم من خلال الروابط الكيميائية. أثبت لاحقاً أن كلا زرعات التيتانيوم والزرعات المغلفة بفوسفات الكالسيوم تندمج مع العظم من خلال الروابط الكيميائية، إما عن طريق الاتصال المباشر بين ذرات الكالسيوم والتيتانيوم، أو عن طريق الربط إلى طبقة تشبه الملاط (الإسمنت) بين سطح الغرسة والعظم.[14][15] بالرغم من وجود بعض الاختلافات إلا أن آلية الاندماج العظمي مشابه لالتئام العظم.[16][17]

التقنية

تم استخدام مواد متنوعة للغرسات المندمجة بالعظم كالمعادن، السيراميك, المواد البوليمرية[2], وبشكل خاص التيتانيوم.[18] و حتى تسمى العملية بالاندماج العظمي يجب أن يكون الارتباط مع العظم بنسبة 100%. باختصار، الغرسة تعتبر مندمجة عظمياً عندما تكون خالية من أي أعراض سريرية ومثبتة بإحكام حيث لا يمكن تحركيها، على أن تبقى على هذه الحالة في العظم بعد التحميل الوظيفي.[19] الوقت اللازم لشفاء الغرسة والاستقرار الأولي تعتبر من خصائص الغرسات. على سبيل المثال، الغرسات التي تمتلك شكل شبيه بالمسمار تحقق درجات عالية من الاستقرار الأولي من خلال عمل المسمار ضد العظم. بعد وضع الغرسة في العظم، عملية الشفاء تأخذ عدة اسابيع إلى أشهر قبل أن تصبح الغرسة مندمجة تماماً بالعظم المحيط. أول دليل للاندماج يمكن ملاحظته بعد بضعة أسابيع، إلا أن عملية الاندماج المتين والقوي تحتاج لعدة أشهر أو ربما سنوات.[20] ينتج عن الغرسات الشبيهة بالمسمار ارتشاف للعظم المحيط يليه عملية إعادة تشكيل ونمو للعظم المحيط بالغرسة.[21] الغرسات ذات التصميم الشبيه بالهضبة تخضع لأسلوب مختلف من عملية التعظَم. على خلاف الغرسات الشبيهة بالمسمار، فإن الغرسات الشبيهة بالهضبة تكون عظم جديد على سطع الغرسة.[22] على الرغم من أن السطح المندمج عظمياً يصبح مقاوماً للصدمات الخارجية مع مرور الوقت، إلا أنه يمكن تدميره من خلال المنبهات الخارجية طويلة الأمد والإفراط بالتحميل، وهذا ينجم عنه فشل في الغرسة.[23][24] أثبتت الدراسات أن غياب الحركات المتناهية الصغر بين العظم وسطح الغرسة كان ضرورياً لتمكين الاندماج العظمي بالشكل السليم.[25] وقد لوحظ أيضاً وجود عتبة حرجة للحركة المتناهية الصغر، إذا تجاوزت الحركة هذه العتبة يكون الشفاء بتكون غلاف ليفي محيط بالغرسة بدلاً من الاندماج العظمي.[26] المضاعفات قد تنشأ حتى في غياب المؤثرات الخارجية، إحدى هذه المشاكل متمثلة بتكون طبقة من الإسمنت أو الملاط.[27] في الحالة الطبيعية غياب طبقة الملاط تمنع الكولاجين من الارتباط بسطح الغرسة وهذا نتيجة غياب الخلايا المسؤولة عن تصنيع الملاط. إلا أن وجود هذه الخلايا ينتج عنه تكون طبقة من الملاط محيطة بالغرسة، وبالتالي نشوء رابطة وظيفية مع الكولاجين.[28]

التقدم في هندسة المواد: رغاوي المعادن

منذ سنة 2005, قام عدد من المصنعين بتقديم منتجات جديدة متمثلة بالمعادن ذات المسامات.[29][30][31] حيث أن الدراسات التي أجريت على الثدييات أثبتت أن هذه المسامات تسمح بنمو شبكات أوعية دموية في داخلها، مثال على هذه المعادن، رغاوي التيتانيوم.[32]

تطبيقات الاندماج العظمي

  • غرسات الأسنان تعد المجال الرئيسي للتطبيق إلى يومنا هذا.
  • تدعيم الأجزاء الصناعية كالعين، الأنف, و الأذنين
  • الأطراف الصناعية[33]
  • أجهزة السمع
  • استبدال الركبة والمفاصل

مقالات ذات صلة

المراجع

  1. Miller, Benjamin F.; Keane, Claire B. (1992). موسوعة وقاموس ميلر كين للطب والتمريض ومجالات الصحة. Philadelphia: Saunders.  .
  2. Mosby's Medical, Nursing & Allied Health Dictionary. St. Louis: Mosby. 2002. صفحة 1240.  .
  3. Rudy, Robert; Levi, Paul A; Bonacci, Fred J; Weisgold, Arnold S; Engler-Hamm, Daniel (2008). "Intraosseous anchorage of dental prostheses: an early 20th century contribution". Compend Contin Educ Dent. 29 (4): 220–229. PMID 18524206.
  4. Bothe, RT; Beaton, KE; Davenport, HA (1940). "Reaction of bone to multiple metallic implants". Surg Gynecol Obstet. 71: 598–602.
  5. Leventhal, Gottlieb (1951). "Titanium, a metal for surgery". J Bone Joint Surg Am. 33-A (2): 473–474. PMID 14824196. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2017.
  6. Brånemark PI (September 1983). "Osseointegration and its experimental background". The Journal of Prosthetic Dentistry. 50 (3): 399–410. doi:10.1016/S0022-3913(83)80101-2. PMID 6352924.
  7. Brånemark, Per-Ingvar; Zarb, George Albert; Albrektsson, Tomas (1985). Tissue-integrated prostheses: osseointegration in clinical dentistry. Chicago: Quintessence.  .
  8. Albrektsson, Tomas; Zarb, George A. (1989). The Branemark osseointegrated implant. Chicago: Quintessence Pub. Co.  .
  9. Beumer, John; Lewis, Steven (1989). The Branemark implant system: clinical and laboratory procedures. St. Louis: Ishiyaku EuroAmerica.  .
  10. Close to the Edge - Brånemark and the Development of Osseointegration, edited by Elaine McClarence, Quintessence 2003
  11. Khemka A1, Frossard L, Lord SJ, Bosley B, Al Muderis M.Osseointegrated total knee replacement connected to a lower limb prosthesis: 4 cases.Acta Orthop. 2015 Jul 5:1-5.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26145721
  12. "Veteran amputees to undergo first ever prosthetic implants | KSL.com". www.ksl.com. مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 201804 ديسمبر 2015.
  13. Albrektsson, T; Johansson, C (2001). "Osteoinduction, osteoconduction and osseointegration". Eur Spine J. 10 (2): 596–510. doi:10.1007/s005860100282.
  14. Davies, J (2003). "Understanding peri-implant endosseous healing". J Dent Ed. 67 (8): 932–949.
  15. Thuvander, M; Andersson, M (2014). "Atomically resolved tissue integration". Nano Lett. 14 (8): 4220–4223. doi:10.1021/nl501564f. PMID 24989063.
  16. Colnot, C; Romero, DM; Huang, S; Rahman, J; Currey, JA; Nanci, A; Brunski, JB; Helms, JA (2007). "Molecular analysis of healing at a bone-implant interface". J Dent Res. 86 (9): 109–118. PMID 17720856.
  17. Albrektsson, T; Branemark, PI; Hansson, HA; Lindstrom, J (1981). "Osseointegrated titanium implants. Requirements for ensuring a long-lasting, direct bone-to- implant anchorage in man". Acta Orthop Scand. 52 (2): 155–170. doi:10.3109/17453678108991776. PMID 7246093.
  18. Natali, Arturo N., المحرر (2003). Dental biomechanics. Washington, DC: Taylor & Francis. صفحات 69–87.  .
  19. Zarb, George A.; Albrektsson, Tomas (1991). "Osseointegration: A requiem for the periodontal ligament?". International Journal of Periodontology and Restorative Dentistry (11): 88–91.
  20. Albrektsson, Tomas; Berglundh, Tord; Lindhe, Jan (2003). "Osseointegration: Historic Background and Current Concepts". In Lindhe, Jan; Karring, Thorkild; Lang, Niklaus P. (المحررون). Clinical Periodontology and Implant Dentistry. Oxford: Blackwell Munksgaard. صفحة 815.  .
  21. Coelho, P; Jimbo, R (2014). "Osseointegration of metallic devices: current trends based on implant hardware design". Arch Biochem Biophys. 561: 99–108. doi:10.1016/j.abb.2014.06.033. PMID 25010447.
  22. Berglundh, T; Abrahamsson, I; Lang, N; Lindhe, J (2003). "De novo alveolar bone formation adjacent to endosseous implants". Clin. Oral Impl. Res. 14 (3): 251–262. doi:10.1034/j.1600-0501.2003.00972.x. PMID 12755774.
  23. Albrektsson, Tomas; Berglundh, Tord; Lindhe, Jan (2003). "Osseointegration: Historic Background and Current Concepts". In Lindhe, Jan; Karring, Thorkild; Lang, Niklaus P. (المحررون). Clinical Periodontology and Implant Dentistry. Oxford: Blackwell Munksgaard. صفحة 816.  .
  24. Isidor F (June 1996). "Loss of osseointegration caused by occlusal load of oral implants. A clinical and radiographic study in monkeys". Clinical Oral Implants Research. 7 (2): 143–52. doi:10.1034/j.1600-0501.1996.070208.x. PMID 9002833.
  25. Brunski JB (June 1999). "In vivo bone response to biomechanical loading at the bone/dental-implant interface". Advances in Dental Research. 13: 99–119. doi:10.1177/08959374990130012301. PMID 11276755. مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2020.
  26. Szmukler-Moncler S, Salama H, Reingewirtz Y, Dubruille JH (1998). "Timing of loading and effect of micromotion on bone-dental implant interface: review of experimental literature". Journal of Biomedical Materials Research. 43 (2): 192–203. doi:10.1002/(SICI)1097-4636(199822)43:2<192::AID-JBM14>3.0.CO;2-K. PMID 9619438.
  27. Pauletto N, Lahiffe BJ, Walton JN (1999). "Complications associated with excess cement around crowns on osseointegrated implants: a clinical report". The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 14 (6): 865–8. PMID 10612925.
  28. Bernard, George W.; Carranza, Ferritin A.; Jovanovic, Sascha A. (1996). "Biologic Aspects of Dental Implants". In Carranza, Fermín A.; Newman, Michael G. (المحررون). Clinical Periodontology. صفحات 685–9.  .
  29. Biomet Orthopedics, Regenerex® Porous Titanium Construct, http://www.biomet.com/orthopedics/productDetail.cfm?category=2&product=231
  30. Zimmer Orthopedics, Trabeluar Metal Technology, http://www.zimmer.com/ctl?template=CP&op=global&action=1&id=33 - تصفح: نسخة محفوظة 18 يوليو 2011 على موقع واي باك مشين.
  31. Zimmer Cancellous-Structured Titanium Porous Coating, http://www.zimmer.com/ctl?op=global&action=1&id=7876&template=MP - تصفح: نسخة محفوظة 18 يوليو 2011 على موقع واي باك مشين.
  32. Osseointegration with Titanium Foam in Rabbit Femur, YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=hdscnna5r1Q
  33. Hagberg K, Brånemark R (2009). "One hundred patients treated with osseointegrated transfemoral amputation prostheses--rehabilitation perspective". Journal of Rehabilitation Research and Development. 46 (3): 331–44. PMID 19675986. مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2018.

موسوعات ذات صلة :