Joint-preserving limb salvage with custom 3D-printed porous titanium cage after resection of proximal tibial malignant mesenchymal sarcoma: a case report and systematic literature review
تُظهر هذه الحالة السريرية والمراجعة المنهجية نجاح عملية إعادة بناء الحفاظ على المفصل لورم سارومي ميزنشيمي في الجزء العلوي من عظمة الظنبوب باستخدام قفص تيتانيوم مسامي مصنع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما حقق نتائج مستقرة عند مرور 12 شهرًا مع تسليط الضوء على الحاجة إلى مزيد من الدراسات طويلة الأمد للتحقق من متانته.
المؤلفون الأصليون:Jia-Lin He, Wen-Tao Liu, Xiao-Tong Wang, Li Zhang, Peng Yan, Gui-Lai Zuo, Zi-Shuo Xi, Lin Quan, Jie Wang, Ming-Yang Wang, Chong-Min Ren, Bing-Xin Zheng, Bin Yue
عندما ينمو ورم سرطاني داخل العظم، يواجه الجراحون خياراً صعباً: إما إزالة العظمة بأكملها لضمان القضاء على السرطان، أو محاولة الحفاظ على أكبر قدر ممكن من البنية الطبيعية. وفي الجزء العلوي من عظمة الساق، أسفل الركبة مباشرة، يكون هذا القرار حرجاً بشكل خاص؛ فهذه المنطقة تتحمل وزن الجسم وتسمح للركبة بالانثناء والالتواء. وإذا تمت إزالة الورم مع بقاء سطح المفصل الطبيعي سليماً، يمكن للأطباء أحياناً الحفاظ على الركبة بدلاً من استبدالها بمفصل معدني. ومع ذلك، فإن ملء الفجوة التي يتركها العظم المزال يمثل تحدياً هندسياً معقداً؛ إذ يجب أن تكون المادة الجديدة قوية بما يكفي لتحمل وزن الجسم فوراً، وفي الوقت نفسه مسامية بما يكفي لتسمح لعظم المريض بالنمو داخلها بمرور الوقت. ولعقود من الزمن، اعتمد الجراحون على بدائل معدنية قياسية أو عظام متبرع بها، لكن هذه الخيارات غالباً ما تعاني من صعوبة في التناسب تماماً مع الفجوات غير المنتظمة أو تفشل في الاندماج مع أنسجة الجسم الطبيعية.
استكشف فريق من الجراحين في المستشفى التابع لجامعة تشينغداو مؤخراً مساراً مختلفاً لرجل يبلغ من العمر 43 عاماً يعاني من سرطان نادر وعدواني في عظمة ساقه اليمنى. كان المريض يعاني من آلام متزايدة منذ ثلاثة أشهر. وأظهرت الفحوصات وجود آفة مدمرة، بحجم ثمرة برقوق صغيرة تقريباً، اخترقت الجدار الداخلي للعظم وتوغلت في الأنسجة الرخوة المحيطة به. وأكدت الخزعة وجود ورم ميزنشيمي خبيث، وهو نوع من السرطان ينشأ من الأنسجة الضامة. ولأن الورم لم ينتشر إلى أجزاء أخرى من الجسم وظل السطح العلوي لمفصل الركبة دون مساس، قرر الفريق الطبي محاولة إجراء جراحة للحفاظ على المفصل. كان هدفهم هو قطع الجزء المصاب من العظم واستبداله بجهاز مصمم خصيصاً ليعمل كسقالة لنمو العظام الجديدة، مما يحافظ على ركبة المريض الطبيعية.
ولتحقيق ذلك، لجأ الجراحون إلى تقنية تسمح بإنشاء غرسات مخصصة للمريض. وباستخدام صور ثلاثية الأبعاد دقيقة لساق المريض، صمموا قفصاً مجوفاً مصنوعاً من التيتانيوم المسامي. وقد اختيرت هذه المادة لأنها يمكن تصنيعها بهيكل يشبه الإسفنج يحاكي النسيج الطبيعي للعظم، مما قد يسمح للجسم بتقبلها بسهولة أكبر من المعدن الصلب. وتضمن التصميم تجويفاً مركزياً لحمل مادة طعم العظام ونقاطاً محددة لتثبيت صفيحة معدنية لتوفية استقرار إضافي. تم طباعة الغرسة طبقة تلو الأخرى باستخدام الليزر، مما خلق تطابقاً تاماً مع الشكل الدقيق للعظم الذي سيتم إزالته.
كانت الجراحة نفسها عملية دقيقة. قام الفريق بإزالة الجزء المصاب بالورم من عظمة الساق مع هامش من الأنسجة السليمة لضمان عدم ترك أي خلايا سرطانية خلفهم. ثم قاموا بحشو القفص التيتانيوم المخصص بمزيج من عظم المريض نفسه، المأخوذ من الورك، وعظم متبرع به. أُدخل هذا المزيج في القفص، الذي وُضع بعد ذلك في الساق. ثم تم تثبيت صفيحة معدنية قفلية ببراغي على الجزء الخارجي من القفصة والعظم المتبقي لتثبيت كل شيء بإحكام بينما يبدأ الجسم في التعافي. استغرقت العملية برمتها ثلاث ساعات، وفقد المريض كمية قليلة نسبياً من الدم، حوالي 200 ملليلتر.
في الأشهر التالية، تعافى المريض بشكل جيد. وبحلول الشهر الثالث، كان بإمكانه الوقوف والقرفصاء دون قيود، وكانت ركبته تتحرك بحرية. وعند مرور عام، أظهرت فحوصات المتابعة أن الغرسة ظلت مستقرة، مع عدم وجود علامات على ارتخاء أو تحرك. وبدا أن طعم العظم داخل القفص يتكامل مع الأنسجة المحيطة، ولم يكن هناك دليل على عودة السرطان أو انتشاره. كانت النتيجة الوظيفية للمريض ممتازة، حيث سجل 27 من أصل 30 على مقييس قياسي يستخدم لقياس وظيفة الطرف وجودة الحياة. ولم يعانِ من أي عدوى، أو مضاعفات في الجرح، أو أعطال ميكانيكية في الغرسة.
توضح هذه الحالة أنه بالنسبة للمرضى الذين يتم اختيارهم بعناية، من الممكن إزالة ورم خبيث من الجزء العلوي من عظمة الساق وإعادة بناء الطرف باستخدام قفص مطبوع ثلاثي الأبعاد دون التضحية بمفصل الركبة. يجمع هذا النهج بين القوة الفورية لغرسة معدنية والإمكانات البيولوجية لطعم العظام. ومع ذلك، يشدد المؤلفون على أن هذه قصة واحدة، وليست حكماً نهائياً. وبينما تبدو النتائج بعد عام واحد واعدة، فإن المتانة طويلة المدى لهذا الأسلوب لا تزال قيد الاختبار. هناك حاجة إلى دراسات أكبر مع عدد أكبر من المرضى وفترات متابعة أطول للتأكد مما إذا كانت هذه التقنية متفوقة على الطرق الراسخة أو ما إذا كانت تحمل مخاطر قد لا تظهر إلا بعد مرور سنوات عديدة. وفي الوقت الحالي، تقدم هذه العملية الناجحة خياراً جديداً للجراحين الذين يواجهون المهمة المعقدة المتمثلة في إنقاذ طرف أثناء محاربة سرطان صعب.
ملخص تقني: إنقاذ الطرف مع الحفاظ على المفصل باستخدام قفص تيتانيوم مسامي مطبوع ثلاثي الأبعاد ومخصص
بيان المشكلة تمثل الإدارة الجراحية للأورام السدوية المتوسطة الخبيثة (malignant mesenchymal sarcomas) في الجزء القريب من عظمة الظنبوب (proximal tibia) معضلة إعادة بناء كبيرة. وبينما يعد الاستئصال الواسع أمراً ضرورياً للسيطرة الورمية، فإن طرق إعادة البناء التقليدية غالباً ما تستلزم التضحية بمفصل الركبة الطبيعي. وتشمل الخيارات المعتمدة، مثل الأطراف الاصطناعية المفصلية ذات المفصل الدوار (modular rotating hinge megaprostheses)، والطعوم الهيكلية الضخمة، وطعوم الشظية الوعائية الحرة، وإعادة زرع العظم الذاتي غير المنشط، مخاطر متباينة؛ تشمل مخاطر الارتخاء اللاعقيم، والكسور حول الطرف الاصطناعي، والعدوى العميقة، وعدم الالتحام، وعدم قدرة الغرسات القياسية على التوافق تماماً مع العيوب الميتابالية غير المنتظمة. وبناءً على ذلك، هناك حاجة لاستراتيجيات إعادة بناء تحافظ على سطح المفصل الطبيعي وحركية الركبة، مع توفير استقرار ميكانيكي فوري وتسهيل التجدد البيولوجي للعظام في حالات مختارة حيث يظل هضبة الظنبوب (tibacle plateau) خالياً من الورم.
المنهجية تقدم هذه الدراسة تقريراً لحالة واحدة لرجل يبلغ من العمر 43 عاماً يعاني من ورم سدوي متوسط خبيث في الجزء القريب من عظمة الظنبوب، وهي مهيكلة وفقاً لإرشادات CARE. تضمنت المنهجية نهجاً متعدد التخصصات يجمع بين التصوير المتقدم، والتصنيع الإضافي، وتقنيات أورام العظام:
التخطيط والتصميم قبل الجراحة: تم استخدام بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) ذات المقطع الرقيق (سمك الشريحة 0.625 مم) لإعادة البناء ثلاثي الأبعاد. تم تصميم دليل قطع خاص بالمريض وقفص تيتانيوم مسامي مخصص ليتناسب مع هندسة عملية استئصال العظم المخطط لها، والتي امتدت 10 مم خارج النطاق المحدد في التصوير للآفة. تميز القفص بتجويف مركزي لاحتواء طعم العظام ونقاط تثبيت محددة لصفيحة إضافية قفلية (auxiliary locking plate).
تصنيع الغرسة: تم تصنيع غرسة من سبائك التيتانيوم بنسبة 1:1 باستخدام تقنية صهر الليزر الانتقائي (SLM). تضمن التصميم بنية شبكية مسامية تهدف إلى تقليل صلابة البنية وتوفير واجهة لنمو العظام (bone ongrowth).
التدخل الجراحي: خضع المريض لاستئصال واسع للكتلة (en bloc resection) للجزء المصاب بالورم باستخدام الدليل الخاص بالمريض وجهاز استئصال العظم بالموجات فوق الصوتية. تمت معالجة سرير الاستئصال بالكي الكهربائي والري.
إعادة البناء: تم حشو قفص التيتانيوم المسامي المخصص بمزيج من العظم الإسفنجي الذاتي (من الجزء الأمامي للعرف الحرقفي) وطعم عظم خيفي (allogeneic) وبديل عظمي. تم تثبيت البنية باستخدام صفيحة قفلية إنسية (medial locking plate) مثبتة بثلاث براغي قريبة ثنائية القشرة، وبرغيين من القفص إلى الصفيحة، وثلاثة براغي بعيدة.
بروتوكول ما بعد الجراحة: تلقى المريض دعامة ركبة مفصلية لمدة ثلاثة أسابيع، تلاها حركة نشطة وسلبية. تم إجراء تصوير للمراقبة وتقييم وظيفي (درجة MSTS-93). كما خضع المريض للعلاج الإشعاعي والكيماوي المنهجي.
المساهمات الرئيسية
سير العمل التقني: تفصل الورقة سير عمل جراحي معياري لإعادة البناء مع الحفاظ على المفصل في حالات الساركوما عالية الدرجة في الجزء القريب من الظنبوب، بما يشمل التصميم الرقمي ثلاثي الأبعاد قبل الجراحة، وتصنيع الدليل المخصص، والاستئصال الواسع للهوامش، والتثبيت المزدوج (القفص والصفيحة).
استراتيجية إعادة البناء الهجينة: توضح جدوى الجمع بين قفص تيتانيوم مسامي مخصص للمريض وصفيحة قفلية لمعالجة التحديات الميكانيكية للعيوب البينية (intercalary defects). تهدف الصفيحة إلى التحكم في الحركة الدورانية والانحنائية الدقيقة عند الواجهات بين القفص والعائل، بينما يسهل القفص المسامي احتواء الطعم واحتمالية الاندماج العظمي (osseointegration).
التوثيق السريري: يقدم التقرير وصفاً شاملاً لحالة تم فيها الحفاظ على مفصل الركبة الطبيعي رغم وجود ورم سدوي متوسط، بما في ذلك تفاصيل محددة حول تصميم الغرسة، والمقاييس العملياتية، والنتائج قصيرة المدى.
النتائج في متابعة لمدة 12 شهراً، لوحظت النتائج التالية:
الاستقرار الشعاعي: أكدت صور الأشعة المقطعية والرنين المغناطيسي وجود بنية سليمة دون أي دليل على هجرة الغرسة، أو ارتخاء البراغي، أو كسر الصفيحة أو القفص، أو كسر حول الغرسة. كانت المادة الطعمة مرئية داخل وحول القفص.
السيطرة الورمية: لم تظهر صور المراقبة أي علامات لارتداد موضعي أو نقائل بعيدة.
النتيجة الوظيفية: حقق المريض درجة 27/30 في مقيء جمعية أورام العضلات والعظام (MSTS-93). استطاع المريض الوقوف والقرفصاء دون قيود ملحوظة في حركة الركبة، ولم يكن هناك ضمور كبير في العضلة رباعية الرؤوس أو عضلة الساق.
المضاعفات: لم يتم تسجيل أي مضاعفات في الجرح، أو عدوى في موقع الجراحة، أو حساسية تجاه الغرسة، أو فشل متعلق بالأجهزة خلال فترة الـ 12 شهراً.
المقاييس العملياتية: استغرقت العملية الأساسية 3 ساعات مع فقدان دم تقديري بلغ 200 مل.
الأهمية والادعاءات يؤكد المؤلفون أن هذه الحالة توضح خياراً قابلاً للتطبيق للحفاظ على المفصل في حالات عيوب الظنبوب القريبة المختارة حيث يمكن الاحتفاظ بسطح المفصل. تدعم الدراسة الجدوى التقنية لاستخدام قفص تيتانيوم مسامي مخصص ومثبت بصفيحة قفلية لهذا الاستخدام.
ومع ذلك، تحافظ الورقة على لهجة متواضعة وحذرة فيما يتعلق بآثارها الأوسع. صرح المؤلفون صراحةً بأن:
النتائج تدعم الجدوى التقنية ولكنها لا يمكنها إثبات الفعالية المقارنة أو التفوق على عمليات إعادة البناء المعتمدة (مثل الأطراف الاصطناعية الضخمة أو الطعوم).
فترة المتابعة لمدة 12 شهراً غير كافية لتحديد المتانة طويلة المدى، أو بقاء الغرسة، أو النجاح النهائي للاندماج العظمي، حيث إن الكثافة الشعاعية لا تعني بالضرورة نمواً عظمياً مؤكداً نسيجياً.
غياب المجموعة الضابطة وطبيعة التقرير التي تقتصر على حالة واحدة تمنع تقديم ادعاءات بأن هذه التقنية تقصر وقت الجراحة، أو تسرع إعادة التأهيل، أو تقلل من معدلات المضاعفات مقارنة بالطرق القياسية.
تعد المراقبة الورمية والميكانيكية الأطول ضرورية، حيث قد تظهر مخاطر مثل الارتداد الموضعي، وعدم الالتحام، والعدوى، وفشل الإجهاد بعد السنة الأولى من ما بعد الجراحة.
في الختام، تضع الورقة هذا النهج كنقطة بيانات تكميلية لأطباء جراحة العظام المتخصصين في علاج الآفات العظمية المحيطة بالمفصل، مع التأكيد على الحاجة إلى دراسات مقارنة أكبر ومتابعة أطول قبل التوصل إلى استنتاجات نهائية بشأن المتانة.