A Study of Mechanisms Involved in the Acceleration of Bone Healing in Head and Spinal Cord Injured Patients: A Clinical and Experimental Study

سرعة التحام الكسور مع الزيادة الكبيرة في مادة الالتئام في المرضى المصابين بإصابات دماغية و إصابات النخاع الشوكي (إصابات الأنسجة العصبية) في كسور العظام الطويلة تعتبر ظاهرة معروفة في مجال جراحة العظام وعلى الرغم من المجهودات العلمية التي بذلت لكشف أسباب الكيفية التي تعمل بها الإصابات الدماغية لتسريع التحام كسور العظام البعيدة عن المخ والنخاع الشوكي ما زالت هذه الظاهرة غير مفهومة وأسبابها غامضة. توجد أيضاً علاقة سريرية بين الإصابة الدماغية وتكون بؤر عظيمة في الأنسجة الرخوة ومعظم الأبحاث الحديثة في مجال العظام تعتقد أن أسباب هذه الملاحظات السريرية قد يرجع إلى سريان عامل أو عوامل شبه هرمونية (بروتينية) في الدم والتي تفرز يشكل كبير نتيجة إصابات الجهاز العصبي في المخ (الدماغ) أو النخاع الشوكي (العمود الفقري) أو قد تكون هذه الأسباب نتيجة تأثير عصبي مباشر. والغرض الأساسي من المشروع دراسة أسباب تعجيل وتسريع إلتئام كسور العظام في مرضى إصابات المخ والنخاع الشوكي. والمنهجية تشمل تطبيقات سريرية ومختبرية منها مقارنة وقت وكمية إلتحام العظام بين مرضى كسور العظام الطويلة والمصاحب لها إصابات دماغية أو إصابات للنخاع الشوكي ومرضى كسور العظام الطويلة فقط، كما سيتم دراسة معدلات بعض الهرمونات خاصة هرمونات التوتر، وهرمون النمو، الغدة الدرقية، الغدة الجاردرقية، اللبتين، وأيضاً عدد خلايا الالتهابات والخلايا الجذعية إن وجدت في عينات من دم مرضى الإصابات الدماغية أو إصابات النخاع الشوكي سواء أكان مصاحب لها كسور عظام طويلة من عدمه، وتستخدم في المشروع عينات من دم مرضى الاصابات الدماغية وإصابات النخاع الشوكي في دراسة أثرها وقدرتها على تعجيل الكسور المستحدثة في عظام الفخذ في أرانب التجارب. كما ان المشروع يشتمل على استحداث إصابات دماغية أو إصابات للنخاع الشوكي في أرانب التجارب لدراسة أثرها على التحام كسور عظام الفخذ المستحدثة في نفس أرانب التجارب. المشروع يحتوي على تطبيقات مختبرية أخرى ذات أهداف محددة وجزئية منها التفريق ما إذا كان تعجيل إلتحام كسور العظام الطويلة في أرانب التجارب والمستحدث فيها إصابات دكاغية وإصابات للنخاع الشوكي أيضاً يرجع إلى إفراز فائق لواحد من عوامل نمو العظام (أو إفراز مادة شبه هرمونية غير معروفة) أو لأثر مباشر أو غير مباشر للتغيير في تحكم الجهاز العصبي نتيجة للإصابات الدماغي

The increased rate of fracture healing and abundant callus formation of long bone fractured in patients with concomitant head or spinal cord injury (nervous tissue damage) is a well-known orthopedic phenomenon. In spite of numerous attempts to establish the mechanisms involved whereby severe head injury influences osteogenesis, at a distant site, the phenomenon remains poorly understood. There is also a well-established clinical relationship between brain injuries and heterotopic ossification. Recent researchers in bone healing speculate the cause of these clinical observations to be due to either to circulating humoral factors, which are released in the damaged nervous tissues (whether in the brain or the spinal cord) or through direct nerve signaling pathways. The aim of this project is to investigate the reasons behind the enhancement of bone regeneration in long bone fractures in patients with brain and spinal cord injuries.
The project will involve clinical and experimental methods in which the healing time and the amount of uniting callus in patients with long bone fractures and concomitant head or spinal cord injuries are to be compared to its similar measurements in patients with long bone fractures only. This is to confirm the clinical correlation between head or spinal cord injuries and acceleration of healing in long bone fractures. Blood samples from patients with head or spinal cord injuries with or without concomitant long bone fractures will also be studied for the levels of stress hormones (cortisol, T3, T4, growth hormone, insulin and catecholamines), parathormone, and leptin hormone. These patients’ blood samples will be also used for the counts of different inflammatory cells in their peripheral blood and the presence or absence of undifferentiated mesenchymal cells and their count if they are present.
The methodology of the project also involves experimental applications in which blood samples from patients with head and spinal cord injuries ar