الجراحة الزرعية الموجَّهة
1 المقدمة ولمحة تاريخية
على مدى السنوات القليلة الماضية، اجتمع ثلاثي تطوّر زراعة الأسنان الحديثة وتقنيات التصوير والثورة الرقمية ليُولّدوا بروتوكولاً جديداً: زراعة الأسنان بمساعدة الحاسوب (CAI)، أو الجراحة الزرعية الموجَّهة.
تُستخدم هذه التقنية المبتكرة لتركيب زرعات الأسنان باستخدام دليل مُصمَّم رقمياً، دون الإخلال بالقاعدة الأساسية لزراعة الأسنان الحديثة، حيث يتحكم المشروع التعويضي في موضع الزرعة وبالتالي في الجراحة.
الهدف الأساسي من هذه التقنية الجراحية هو مساعدة أخصائي الزرعات على الحفاظ على البُنى التشريحية للفك العلوي، كما تتيح له إجراء عملية تجميلية فورية أقل توغّلاً.
لمحة تاريخية موجزة
تعود أولى الأدلة إلى عام 1999، وكانت مدعومة عظمياً. لذا كانت الجراحة التوغلية مع رفع الشُّرَف ضرورية لتوجيه الدليل إلى الموضع الصحيح على العظم. وبعد رفع الشُّرفة، كان السطح الداخلي للدليل يُضبَط ويُثبَّت مباشرة على العظم.
كانت هذه الأدلة تُصنَع باستخدام تقنيات إعادة البناء العظمي ثلاثي الأبعاد، عبر تحويل ملفات DICOM الإشعاعية إلى ملفات .STL. وكان أول مستفيد من الجراحة الموجَّهة هو المريض كامل الإدراد، بسبب المشاكل التي صادفت الأدلة الإشعاعية المستخدمة في تلك الحقبة.
بعد بضع سنوات، في عام 2002، تم تطوير الدليل الجراحي المدعوم مخاطياً، بفضل استخدام حنك معتم إشعاعياً يُحدّد حجم النسيج الرخو. واستُخدمت تقنية المسح المزدوج لإنتاج أدلة مدعومة مخاطياً للجراحة بدون شُرَف. وكما يدل اسمها، يمكن استخدام هذه التقنية لتجنّب رفع الشُّرفة واعتماد إجراء عبر-لثوي.
بفضل الأشعة السينية المقطعية الكثافية (الماسح وكذلك Cone Beam)، يمكننا تمييز المناطق العظمية عن الأنسجة الرخوة. ويمكن استخدام السطح الداخلي لدليل التصوير لنمذجة الدليل الجراحي بدقة.
الشكل 1 — دليل جراحي ستيريوليثوغرافي مدعوم مخاطياً
تُصنَع أدلة الجيل الأخير اليوم باستخدام نماذج مختبرية رقمية، في حين يتمثّل التطور الأحدث في استخدام الطبعات البصرية داخل الفم لتصميم الدليل الجراحي.
تُستخدم الجراحة الزرعية الموجَّهة الآن لعلاج المرضى ذوي الإدراد الجزئي.
2 المبدأ ومراحل التخطيط
المبدأ
تستخدم الجراحة الزرعية الموجَّهة برنامج تخطيط يُتيح "المطابقة"، أي تركيب البيانات الإشعاعية (ملف DICOM) والسريرية (ملف .STL) للمريض. تُولَّد ملفات DICOM بواسطة أشعة سينية Cone Beam أو الماسح. وتُولَّد ملفات .STL من الطبعات الرقمية لفم المريض.
يمكن تركيب جميع هذه الملفات الرقمية تلقائياً أو يدوياً. تهدف المطابقة إلى مزامنة البيانات الإشعاعية مع الأسطح السنّية واللثوية التي سيوضع عليها السطح الداخلي للدليل.
الشكل 2 — مطابقة ملف DICOM وملف .STL باستخدام برنامج QuickVision 3D
مراحل تخطيط الزرع
يمكن أن يكون المشروع التعويضي رقمياً بالكامل إذا تم إنتاج تشميع افتراضي لحالات الإدراد. ويمكن استخدامه لعرض المشروع التشريحي والتعويضي على الصورة ذاتها.
يتطلب صنع الأدلة الجراحية إذن مزيجاً من ثلاثة عناصر:
- بيانات DICOM من Cone Beam
- تشميع افتراضي للمشروع التعويضي
- الطبعات الرقمية للمريض
يمكن استخدام برنامج التخطيط لإبراز العصب السنخي السفلي.
بمجرد وضع التعويض المستقبلي في موضعه، يحين وقت اختيار موضع وطول ومحور الزرعات. يُمكّن ذلك من الإشارة إلى احتمال الحاجة إلى ترقيع عظمي أو رفع جيب فكي، وتوقّع طريقة الربط التعويضي: ربط بمسمار إذا كانت الزرعة على المحور التعويضي المثالي، أو إسمنتي مع ركيزة زاوية إذا كان مدخل ثقب مسمار الزرعة على الجانب الدهليزي للتعويض المستقبلي.
في حالة وجود عدة زرعات، يمكن أيضاً التحكم في المحاذاة.
الشكل 3 — وضع الزرعات على برنامج التخطيط QuickVision 3D
يتم بعد ذلك نمذجة أسطوانات افتراضية للزرعات فوق العرف اللثوي، حتى لا يكون هناك تداخل عند إدخال الدليل في الفم. يصبح الدليل الجراحي جاهزاً الآن للنمذجة على ملف .STL للقوس المُدرَد، عبر اختيار الأسطح الداعمة بدقة. يُنشأ الدليل افتراضياً، ويمكن تصدير ملف .STL له لطباعته.
الشكل 4 — تصميم الدليل الجراحي باستخدام برنامج التخطيط QuickVision 3D
3 إنتاج الدليل عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد
توجد عدة عمليات إضافية، أي FDM (نمذجة الترسيب المنصهر - Fused Deposition Modelling) وSLS (التلبيد الانتقائي بالليزر - Selective Laser Sintering). لكن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد شهدت ازدهاراً حقيقياً في السنوات الأخيرة، بفضل تقنية SLA (الستيريوليثوغرافيا - Stereolithographic).
تتمثّل SLA في بلمرة طبقة سائلة من الراتنج الحساس للضوء طبقة تلو الأخرى، عبر شعاع ليزر. تجمع هذه التكنولوجيا بين درجة عالية من الدقة (سُمك طباعة يصل إلى 10 ميكرومتر) وسطح أملس بشكل مثالي.
يبيع المُصنّعون طابعات ذات تصميم مريح متزايد وأسهل استخداماً، ومناسبة للإجراءات السنّية ومعقولة من الناحية المالية، مما يخلق سوقاً جديداً لعيادات الأسنان.
بمجرد طباعة الدليل، يجب تنظيفه عبر الغمر في حمام كحول إيزوبروبيلي لمدة 20 دقيقة، قبل شطفه وتجفيفه، ثم بلمرته اللاحقة في فرن UV مخصّص.
بعد تلميع الدليل، تجد الأكمام الأسطوانية التيتانيومية مكانها بالاحتكاك البسيط. يمكن بعد ذلك تعقيم هذا الجهاز بالأوتوكلاف أو بالأشعة جاما، أو بالتعقيم البارد، عبر غمسه في محلول كلورهيكسيدين.
الشكل 5 — دليل جراحي بأكمام معدنية في موضعها
4 الأنواع المختلفة للأدلة الجراحية
تتوفر عدة أدلة جراحية حسب التقنية الجراحية: أدلة ضبط مع استخدام المثقاب التجريبي فقط، أو أدلة جراحية موجَّهة بالكامل.
تبعاً لنوع الدليل المطلوب، قد يتغيّر قطر أسطواناته، إذ سيتم إدخال أنابيب من التيتانيوم. كما تختلف أدلة الزرع تبعاً لنوع الدعم: سنّي، مخاطي أو عظمي.
الدليل الجراحي المدعوم عظمياً
يتطلب هذا النوع من الدليل الجراحي رفعاً كبيراً للشُّرفة المخاطية السمحاقية (بكامل سُمكها) لوضعه وتثبيته، ولذلك يستخدمه الممارسون أقل فأقل، بل تم التخلي عنه لأنه يتعارض مع فلسفة الجراحة الموجَّهة، التي تهدف إلى تعزيز التقنيات المُصغّرة التوغل.
الدليل المدعوم مخاطياً
لحالات الإدراد الكامل، يُوصى بهذا الدليل. تكمن ميزته الرئيسية في التقنية الجراحية المُصغّرة التوغل بدون شُرَف (Flapless) التي تُغني عن استخدام شُرفة سمحاقية. غير أنه يتطلب درجة معينة من الخبرة للتعامل معه. ينبغي استخدام هذا الدليل مع مفتاح إطباق، يليه وضع مسمار احتفاظ أو تثبيت (المعروف أيضاً بدبوس عبر-عظمي)، للحفاظ عليه ثابتاً في مكانه بأقصى قدر من الاستقرار.
السطح الحامل الذي يستقر عليه الدليل هو المخاطية، وهي سطح قابل للانضغاط حتى 3 إلى 4 مم سُمكاً. يمكن للضغط غير المنتظم أن يتسبّب في انقلابه وخلق انحراف في نقطة التأثير الأولية، وبالتالي في زاوية الزرع المخطّط لها.
الدليل المدعوم سنّياً
هو مناسب للإدراد الجزئي السنّي الأمامي أو الخلفي، وكذلك حالات الإدراد الطرفي الحر التي تقل عن 30 مم من المنطقة المُدرَدة. يمكن أيضاً استخدامه للجراحات مع أو بدون شُرَف. يُعدّ الدليل المدعوم سنّياً الأكثر دقة بين جميع الأدلة الجراحية، ولا سيما في حالات الإدراد السنّي.
5 برامج وأنظمة الجراحة الموجَّهة
حالياً، تتوفر مختلف الحزم البرمجية وأنظمة التخطيط، بما فيها Simplant من Dentsply Sirona، ونظامي Nobel Guide وNobel Clinician من Nobel Biocare، ونظام Easy Guide، ونظام CoDiagnostics من Dental Wings، وأخيراً BlueSky Plan المعروف.
طوّرت هذا الأخير شركة Blue Sky Bio الأمريكية، وهو غير عادي إذ يمكن تنزيله مجاناً من الإنترنت. بفضل هذه الأداة المفتوحة الوصول، يمكن نمذجة الدليل الجراحي افتراضياً قبل تصدير ملف .STL، لطباعته في برنامج طرف ثالث.
6 مزايا الجراحة الموجَّهة
أتاحت الجراحة الزرعية الموجَّهة تحسين تقنيات زراعة الأسنان التقليدية المقيّدة من حيث الدقة فيما يخص اختيار محور الزرعة وقربها من جذور الأسنان المجاورة ومختلف العناصر التشريحية. يمكن استخدامها لتوقّع العقبات التشريحية وكذلك احترام الحجم العظمي المتبقي ومدى ملاءمته للمحور التعويضي المستقبلي.
علاوة على ذلك، فإن مدة التدخل أقصر بكثير، والجراحة قابلة للتكرار وأقل توغلاً، والقابلية للتتبع أبسط بكثير. يستفيد من ذلك كل من المريض والممارس.
تُقلل الجراحة بدون شُرَف من التوتر على الجرّاح والحاجة إلى الارتجال أثناء التدخل، فضلاً عن جعل الإجراءات الجراحية آمنة عبر احترام السياق العظمي.
يمكن لوضع الزرعات بدقة في العظم المتاح أن يُساعد في تقليل الحاجة إلى الترقيع، بل ويُتيح حتى استخدام الزرعات في الحالات المعقّدة التي كانت القيود التشريحية تمنع علاجها سابقاً.
إضافة إلى ذلك، تُحسّن هذه التقنية النتائج التعويضية وتُبسّط عملية التصنيع المسبق للتعويض. يضمن استخدام الجراحة الموجَّهة إدارة أفضل لما بعد العملية. ويمكن استخدامها لتقليل خطر النزيف قبل العملية وكذلك خطر العدوى، وتقليل الألم والالتهاب بعد العملية، لسرعة شفاء مثلى.
يمكن أيضاً اعتبار الدليل الجراحي أداة تواصل مع المريض، تُستخدم لشرح الإجراءات وغرس الثقة عبر تصوّر مختلف الرؤى السريرية.
7 الصعوبات والقيود والدقة
الصعوبات والقيود
على الرغم من السلامة التي تُوفّرها هذه التكنولوجيا للممارس (وإن كان ذلك مشروطاً بصرامة قصوى في جميع المراحل)، فإنها لا تستبعد إدراج الأساسيات التشريحية والزرعية.
تكمن المشكلة الأولى في الجراحة بمساعدة الحاسوب في فتحة الفم الدنيا، ومن هنا الاستحالة المتكرّرة لوضع الزرعات في القسم الخلفي، خاصة عند وجود الدليل، إذ يصعب إدخال المثقاب في الأكمام.
أشار المؤلفون أيضاً إلى أن التطور التقني المتأصل في الجراحة الموجَّهة يستلزم منحنى تعلّم حاداً نسبياً، إذ إنها تقنية حسّاسة جداً وتعتمد على المُشغّل وينبغي اعتمادها بحذر. وقد تم الإبلاغ عن مضاعفات حميدة، ولا سيما التباينات بين المحاكاة والواقع.
اعتبارات الدقة
البحث عن الدقة هو أمر بالغ الأهمية في جميع المراحل، ويتطلب بالمثل تطبيقاً دقيقاً للبروتوكولات في جميع المراحل، أي التخطيط الرقمي، تخطيط الدليل الجراحي وتنفيذه، تنفيذ الزرعة باستخدام أسطوانات التوجيه (الأكمام)، وأخيراً تركيب التعويض.
يُحدَّد الفرق بين موضع الزرعة الفعلي بعد الجراحة وموضعها النظري في برنامج تخطيط الزرع عبر قياس ثلاث معاملات:
- الانحراف عند نقطة تأثير الحفر (بالمم) أو على مستوى ياقة الزرعة
- الانحراف عند القمة (بالمم)
- زاوية الزرعة (بالدرجات): الانحراف في الاتجاه الإنسي-الوحشي أو الدهليزي-الحنكي/اللساني
تتضمّن الجراحة الموجَّهة سلسلة من المراحل المتتالية: فحوصات الأشعة السينية، المحاكاة الحاسوبية للزرعات المستقبلية، وإنتاج الدليل الستيريوليثوغرافي، تجريبه، والجراحة الموجَّهة ذاتها. يُضخّم ذلك من عدد الأخطاء المحتملة، مما يُقلل احتمالاً من دقة الجراحة، علماً بأنه لا يمكننا التشكيك في عملية الستيريوليثوغرافيا، نظراً لأن معدل الخطأ في SLA لا يتجاوز 0.1%.
يُعتبر الدليل المدعوم سنّياً بالإجماع الأكثر دقة، يليه الدليل المدعوم مخاطياً، وأخيراً الدليل المدعوم عظمياً. وبصرف النظر عن نوع الدعم، يكون التباين في موضع قمة الزرعة دائماً أكبر من تباين الياقة. متوسط انحراف ياقة الزرعة حوالي 1 مم، وانحراف القمة حوالي 1.5 مم.
التكلفة
على الرغم من فوائدها التي لا تُحصى، فإن استخدام الجراحة الموجَّهة لم يصبح بعد منهجياً، والعقبة الرئيسية هي بوضوح التكلفة. تُعتبر هذه التكلفة في الغالب مرتفعة، وسيكون لها أثر كبير على سعر علاجات الزرع. ويمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد في عيادة الأسنان ذاتها أن تُساعد في تقليل التكلفة، وهو مسلك يتبناه عدد متزايد من أخصائيي الزرعات وجراحي الأسنان. من البديهي أن ذلك يتطلب تدريباً مسبقاً للتعرّف على تقنية الستيريوليثوغرافيا، لكنه إجراء مباشر وسريع لا تأثير حقيقي له على تكلفة علاج الزرع.
8 الخاتمة
يُتيح سير العمل الرقمي نقل المشروع الرقمي الافتراضي مباشرة إلى برنامج التخطيط لتوليد دليل جراحي على شكل ملف .STL، وإنتاج جهاز طبي مخصّص.
إن بروتوكول الجراحة الزرعية الموجَّهة المخصّص تقليدياً للحالات المعقّدة، لأسباب مالية، يُصبح الآن جزءاً متزايداً من خطط علاج جراحة الزرع.
غير أن التباين الكبير بين نتائج الأبحاث حول فوائد الدقة التي تَعِد بها هذه التقنية ينبغي أن يُرسل إشارة بأنه يجب ألّا نضع ثقة عمياء في الدليل الجراحي. هذه الأداة هي بالفعل عون قيّم، لكنها يجب ألّا تُقلّل من أهمية معرفة وخبرة جرّاح الأسنان.
لا تزال هذه الطريقة بحاجة إلى إثبات نفسها، خاصة من حيث الدقة، لكن لا يمكن إنكار أن المبدأ ثوري ويمكنه توسيع إمكانيات التقنيات الرقمية والإضافية أكثر، لإنشاء طب أسنان 4.0.