علاج وصيانة العظام الاثرية وطرق عرضها متحفيا

المقدمة

تعتبر مادتي العظم والعاج من أهم المواد الأثرية العضوية ولعل هذه الأهمية هي التي تدفع الباحث للاهتمام بمثل هذه المواد وجعلها مادة للبحث والدراسة.

       ولعل من الأسباب المهمة التي دفعتني لاختيار مثل هذا الموضوع ليكون مجال للبحث هو أن مثل هذه المواد تعتبر من المواد التي كان من الطبيعي جداً أن يستخدمها الإنسان منذ العصور البدائية نظراً لتوافرها حوله في الطبيعة وكذلك نظراً لسهولة تشغيلها بالنسبة للإنسان.

مثل هذه المواد تعتبر من أهم المواد العضوية لأنها مواد الكائن الحي السائدة والتي تبقى منه وتعيش بعد وفاته (وخاصة العظام) بالبيئة لذلك فإن دراسة مثل هذه المواد تكشف معلومات خاصة لنا وكذلك المتخصصون في مجال الصيانة والآثار وكذلك علم الباثولوجي.

ولذلك قد أخرت مثل هذه المواد لتكون موضع بحثي وسوف أركز على (أهم مظاهر التلف التي تتعرض لها هاتان المادتان وعوامل التلف المسببة لهذه المظاهر) حيث تؤثر على هاتان المادتان العديد من عوامل التلف من عوامل تلف كيميائية، فيزيائية، بيولوجية، وكذلك عوامل تلف ترجع إلى ظروف بيئة الدفن التي تتواجد فيها مثل هذه المواد وكذلك تأثير درجات الحرارة باختلاف مستوياتها وتلك العوامل كلها تخلف ورائها مظاهر تلف تصاب بها مادتي العظم والعاج.

وهذه هي نقطة البحث الذي سوف أتناولها في السطور القادمة.

أولاً التعرف بمادتي العظم والعاج

أولاً العظم:-

       العظم من المواد التي كان من الطبيعي أن يستخدمها الإنسان البدائي لأنه على وجه العموم موجود وقد استخدم العظم منذ القدم منذ العصور الينولويثية واستمر ذلك لعصور متتالية حيث استخدم الإنسان العظم لصناعة العديد من الأدوات مثل رؤوس السهام والمخارز والأمشاط وغيرها من الأشياء التي كانت تستخدم في الزينة مثل الأساور والخواتم

طبيعة مادة العظم وتركيبها

تعريف العظم:- العظم هو نسيج خام يكون من مادة بين خلوية والسطح الداخلي والخارجي للعظم مغطى بطبقات من النسيج الخام ويسمى السطح الخارجي (periosteum) والسطح الداخلي يسمى (enqosteum) والعظم ينقسم لعظام الهيكل الآدمي الجسمي والهيكل الداخلي الحشوي.

تركيب العظم: العظم مادة ذات تركيب خاص معقد يكون من طور عضوي معدني وطر عضوي بروتيني والجزء الغير عضوي يمثل (90%) ويتكون من كالسيوم هيدروكسي أباتيت ( ca10po4 oh₂) والباقي يمثل (10%) ويكون عضوي يتركب من الكولاجين وغير الكولاجين و اللسيدات والسكريات العديدة وكربوهيدرات أخرى.

ومن أهم العناصر الموجودة في العظم الكالبيوم، الفسفور، النيتروجين، الحديد، الفلور والماء بنسبة (10%) وكذلك الدهون

ثانياً العاج:- العاج من المواد النادرة التي استخدمت على مدى واسع منذ أقدم العصور التاريخية ويرجع هذا إلى كثافة ودقة حبيباته وقابليته للنقش والحفر

والعاج بنوعيه ومنا سن الفيل وجاموس البحر استخدم في مصر على مدى واسع منذ العصور اليثوليثية وقد صنع المصري القديم من هذه المادة العديد من الأشياء مثل الصناديق، رؤوس السهام والأساور والأمشاط ودبابيس الشعر وأيادي السكاكين ورؤس الصلوجنات وكذلك أرجل الأثاث

تركيب العاج:-

       يتركب العاج تقريباً من 1:3 كولاجين هيدوركسي أباتيت مع 10% من وزنه ماء وهو يتميز بأنه يحتوي على صفائح ناتجة عن نمو العصبات المطوقة ولا يحتوي على نظام قنوات

ثانياً الفرق بين مادتي العظم والعاج

التشابه الكبير بين الآثار المصنوعة من العظام والعاج من حيث الشكل وكذلك المظهر الخارجي فإنه لا يمكن التفريق بينهما بالفحص الظاهري والتحليل الكيماوي حيث أن كليهما يتكون من نفس المواد وهي: فوسفات الكالسيوم وكربونات الكالسيوم وفلوريد الكالسيوم.

وكذلك فإن مكونات كليهما منها العضوية وهي ما يعرف باسم (الاوسين ossein) واحدة. والطريقة الوحيدة التي يمكن استخدامها للتفريق بينهما هي (الفحص الميكروسكوبي) وذلك بالرغم أن كليهما له نفس التركيب الخلوي إلا أنه إذا فحص مقطع من العظام تحت الميكروسكوب فإنه يتميز وجود حبيبات كبيرة نوعاً بينما فجوات وشكل خاص مميز، بينما يتركب العلاج من نسيج خلوي كثيف يعرف باسم (dehtihe) وهو نظام مدمج ويتميز بوجود شبكة من مناطق عديدة الشكل ناتجة من تقاطع مجموعات من الألياف التي تنبعث من مركز الناب.

وقد يمكنه في بعض الأحيان ملاحظة هذا على سطح العاج بالفحص بعدسة مكبرة

"ولعل لهذا التشابه الكبير جداً بين مادتي العظم والعاج سواء في التركيب الكيمائي وكذلك الخلوي فإن عوامل التلف المؤثرة على شكلها تعتبر واحدة باختلاف شدة تأثر كل مادة بعامل التلف".

ثالثاً عوامل ومظاهر التلف المؤثرة على العظم والعاج

(موضوع البحث)

يتأثر العظم والعاج بظروف الدفن وكذلك التعريض وتتعرض مثل هذه المواد للتلف السريع إذا تم تعريفها أو تخزينها في ظروف غير مستقرة لذلك نتوقع الحصول على مواد عظمية وعاجية في حالة سيئة إذا كانت بيئة الدفن أو التعريض سيئة من حيث مثلاً البيئات ذات التهوية الجيدة مع الرطوبة وكذلك البيئات التي تضم رواسب أثرية حمضية وكذلك يتعرض العظم والعاج للتلف الشديد نتيجة للتغير البيئي بتناوب الجفاف والبلل والتقلبات المناخية أيضاً تسبب تلف فيزيائي بالغ للعظم والعاج وذلك يتمثل في الشروخ والتشققات والانقسام والتحطم

ويجب أن نذكر أن نتيجة لعوامل التلف التي تؤثر على كل من العظام وكذلك العاج قد ينتج في النهاية فقدان لخاصية المتانة المرونة.

أهم مظاهر التلف المختلفة التي تتسبب فيها العوامل التي سوف نتحدث عنها بالنسبة لمادتي العظم والعاج

1-    التنقع بمواد غريبة والاصفرار: نتيجة للتعرض لأشعة الشمس.

2-    التحلل عند التعرض للماء لمدة طويلة نتيجة لتحلل مادة الأوسين.

3-    الاعوجاج والالتفاف نتيجة الظروف الغير مناسبة من الحرارة والرطوبة.

4-    تآكل العظام والعاج نتيجة الأحماض والإنزيمات والميكروبات.

5- التحجر بالنسبة للعظام حيث تتحلل المادة العضوية وتزول تدريجياً وفي نفس الوقت تتحدد المادة غير العضوية مع السلبية أو أملاح التربة مكونة النسيج المتحجر.

6-    انحلال التركيب المعدني بفعل التربة عالية الحموضة

عوامل التلف المؤثرة على مادتي

العظم والعاج

·       عوامل التلف الكيميائية وتشمل:

حموضة وقلوية التربة- أملاح التربة المتواجدة بها- الغازات الملوثة.

·       عوامل التلف الفيزيائية وتشمل:-

الضوء- الحرارة- الرطوبة- الجفاف

·       عوامل التلف البيولوجية وتشمل:

البكتريا- الفطريات- الإنزيمات

ويتناوب الدور الذي تلعبه العوامل السابقة كل منها على حدة يتضح تأثيرها على العظم والعاج

أولاً: عوامل التلف الكيميائية.

أ‌-       حموضة وقلوية التربة

تعمل الأحماض الموجودة بالتربة على تحلل المكونات المعدنية الموجودة بمادتي العظم والعاج حيث أن التربة الحمضية تعمل على ذوبان المكون الرئيسي للعظم والعاج وهو الهيدروكسي أباتيت حيث يحدث تخلل لعنصر كربونات الكالسيوم الموجود بالعظم والعاج وتتحول المادتان إلى ما يشبه الإسفنج وتعرض العظم والعاج لهذا العامل والتأثير الذي يطرأ عليهم

وعلى العكس فإن الآثار العظمية والعاجية التي تتواجد في تربة وقلوية تكون في حالة جيدة ويعتمد تحلل العظم والعاج على عدة عوامل هي:

-       تركيز المواد الطباشيرية

-       المحتوى المائي

-       قيمة الأس الهيدروجيني

ب‌-   الأملاح المتواجدة بالتربة.

حيث أنه في حالة التركيز العالي من الأملاح المتعادلة بالتربة المضمون بها الآثار العظمية والعاجية يحدث ترسب للبروتينات من محاليلها المائية وتعرف هذه الظاهرة بظاهرة التمليح والأملاح التي تعمل على ذوبان البروتين في التربة هي: كبريتات الامونيوم، كبريات الصوديوم، وأملاح الماغنسيوم

ج- التلوث الغازي والملوثات الهوائية الغازية

1- الأكسجين:  يعتبر غاز مؤكسد قوي للمواد البروتينية بالعظم والعاج وهذا في وجود الضوء وخاصة الأشعة فوق بنفسجية والأكسدة تكون كيتون وأميد بواسطة الكسر في الرابطة البيتيدية حسب المعادلة الآتية:

مـــــــعادلــة

والزيادة المصاحبة في تركيز الأكسجين تساعد على التحلل البكتيري والفطري للمواد العضوية عامة.

2- الأوزون: وهو عنصر مؤكسد قوي للمواد العضوية وكذلك غير العضوية حيث يكسر الروابط الجزئية الداخلة في تركيب هذه المواد مما يضعف من الخواص الفيزيائية لها ويؤدي لتفتتها وتحللها وعندما يصل تركيز الأوزون إلى 40-80 ملجم مثلاً يكون مسئولاً عن تلف العديد من المواد الأثرية.

3- غازات التلوث الحمضي.

غاز ثاني أكسيد الكبريت: هو من أهم هذه الغازات والآثار التي يسببها كملوث هوائي غازي للآثار وذلك يتأكسده إلى حمض الكبرتيك، والمواد البروتينية بكل من العظم والعاج قابلة للتحلل بواسطة هذا الحمض وفي حالة التحلل يحدث كسر الرابطة البيتدية في جزئ البروتين لتكون حمض وأمين في حالة وجود الماء أو الرطوبة المرتفعة حيث المعادلة الآتية:

مـــــعـادلـة

4- غاز كبرتيد الهيدروجين:

وهو لا يؤثر على العظم والعاج إلا إذا وجد بنسبة كبيرة وكذلك في وجود رطوبة مرتفعة، أو إذا تأكسد الغاز لأي سبب إلى SO₂ ثم إلى SO₄ H₂  ويحدث كسر في الرابطة الببتيدية في جزئ الكولاجين لتكون حمض وأمين في وجود الماء أو الرطوبة المرتفعة.

5- مركبات النيتروجين الغازية: وهي مثل أكاسيد النيتريك- ثاني أكسيد النيتروجين- أكسيد البنتروز وحمض النيتريك وهو حمض متكون من أكاسيد النيتروجين وهو من ضمن عوامل التلف القوية وضرره يتخلص في أنه النسبة المخفف منه يحول العظم والعاج إلى مادة لينة.

6- النشادر: حيث أن المواد العضوية مثل العظم والعاج تمتصه ويسبب تحللها وفي حالة وجود (SO₂) في الجو يتفاعل ضد الغاز مع النشادر يكون ل "كبريتات الأمونيا" حيث تعمل على ترسيب الكولاجين بالعظام والعاج حيث تعتبر من الأملاح المرسبة للبروتينات وتسمى عملية طرد الكولاجين بالأملاح بظاهرة (التلميع) (salting phehomena).

7- مركبات الهالوجينات الغازية:

وهي تضح عناصر ومركبات الفورين وفلوردي الهيدروجين ويتعامل كملوث جوي غازي مكوناً مع الكالسيوم بالعظام والعاج فلوريد الكالسيوم بالعظام فلوريد الكالسيوم الثابتة Caf₂  وغير القابلة للذوبان في الماء. ويدخل عنصر الفور في العظام من خلال أملاح الفلوريدات الذائبة، وكلما زادت نسبة الفور تتحول العظام إلى حضرية حيث تتحلل للمادة العضوية وتزول تدريجياً حيث يحل الفلور محل الهيدروكسيل ويزيد الأحلال وفي حالة الأحلال الكامل يتكون فلوروأباتيت

ثانياً: عوامل التلف الفيزيائية.

حيث أن معظم حالات التلف التي تصيب العظم والعاج تحدث بعد الكشف عنها. حيث أن الآثار المستخرجة من الحفائر تتعرض لعوامل التلف الفيزيائية من ضوء، حرارة، ورطوبة.

_1-   الضوء: حيث أن الضوء المرئي وكذلك أشعة الشمس المباشرة يؤثر في العظم والعاج حيث يؤديان لمظهر التغير اللوني بحيث يصبحان أكثر اصفراراً حيث نجد أن إضاءة العرض المباشر المرتفعة لمثل هذه المواد تضر بها ضرر بليغ حيث يحدث لهما ما يعرف بالتجفيف الحراري، حيث تمتص الأحماض الأمينية لهذه المواد الضوء بين 250-300 من حيث يتغير في طبيعة البروتين

2-  المرارة حيث أن كلاً من العظم والعاج باعتبارهما مواد عضوية يتأثران بدرجات الحرارة العالية حيث تتسبب الحرارة بوجه عام في تقلص أبعاد الآثار المصنوعة من هاتان المادتان حيث أن درجة الحرارة عند 30°م  تتسبب في تقلص الأبعاد بنسبة (0.2%) ونجد أن التركيب الطبيعي للكولاجين الداخل في تركيب العظم والعاج عند رفع درجات الحرارة إلى درجة قصوى 50-60°م وعندما تفقد مثل هذه المواد لمحتواها المائي تتعرض للاعوجاج والالتفاف نتيجة درجة الحرارة. كما أن درجات الحرارة المتفاوتة وحتى المنخفضة تعمل على تنشيط عمل بعض أنواع الفطريات والبكتريا.

3-     الرطوبة والجفاف:

حيث أنه عند تعرض كل من المواد المصنعة من العظم والعاج بصورة متعاقبة للجفاف والرطوبة والتجمد والانصهار نتيجة مثلاً لخروجها من بيئة الدفن لبيئة التعريض" تحدث ضغوط داخلية بالعظم والعاج وينتج عن هذا نقش وتشرخ وهذا يتسبب في تلف القشرة الخارجية لهذه المواد

ثالثاً: عوامل التلف البيولوجي.

يقصد بالتلف البيولوجي: أي تغير شيء بمكونات المادة حدث بواسطة نشاطات عوامل التلف البيولوجي (الكائنات الحية الدقيقة) حيث تظل الكائنات الحية الدقيقة لمثل هذه المواد عن طريق الفراغات الطبيعية مثل الأوعية الدموية، والفجوات العصبية وترسب الأحماض الأمينية مستخدمة، في نموها الأنسجة غير المعدنية كمصدر للطعام وهناك العديد من العوامل التي تساعد على زيادة وانخفاض النشاط الميكروبي وهي:-

1-  درجة الحرارة الكائنة بالتربة، حيث أن نشاط مثل هذه الكائنات يزيد بواسطة المخزون من الدفء والانخفاض في درجة الحرارة يبطأ النشاط الميكروبي.

2-  حموضة وقلوية التربة: حيث أن قلوية التربة تكون حاجز بين الأحماض التي تفرزها الميكروبات:- وذلك على عكس التربة الحمضية.

3-  الأفعال الميكروبية الداخلية: حيث أن كثير من البكتريا والفطريات يتوالد عنها أيضاً تكون عامل مضاد للكائنات الحية الدقيقة الأخرى مثل مضاد الجراثيم البنسلين هذه الكيماويات ذات تأثير يعوق النمو الطبيعي لنفس الجنس.

4-  تأثير المواد المانعة غير الميكروبية: ومنها النحاس بالإضافة إلى المواد المانعة الأخرى مثل أملاح التانات النباتية.

5-    الحدود القصوى للحرارة:- حيث أن درجات الحرارة الشديدة تزيد من حفظ النسيج اللين والصلب لهذه المواد.

6-    البيئات المحدودة: البيئات المحكمة الضيقة وقليلة الرشح تزيد من حفظ العظم والعاج

تأثير الفطريات والبكتريا على العظم والعاج.

حيث أن كلاً من هذه الكائنات له أنواع وفصائل عديدة فنجد مثلاً أن البكتريا تنقسم إلى:

1-    بكتريا هوائية إجبارية.

2-    بكتريا لا هوائية اختيارية.

3-    بكتريا لا هوائية إجبارية.

وكلاً من الأنواع الثلاثة عبارة عن كائنات حية صغيرة الحجم.

أ‌-    تأثير البكتريا المتلف على العظم والعاج:-

ب‌- حيث نجد أن في بيئات البكتريا الهوائية يحدث التحلل الكامل للتركيب البروتيني إلى (NO₂ co₂ SO₂) دون انخفاض في قيمة الأس للهيدروجين ويتزايد التحلل للتركيب البروتيني بتأثير البكتريا اللا هوائية بانخفاض قيمة الأس الهيدروجيني وهذا مناسب لتكون المكونات الحمضية داخل كل من العظم والعاج وكذلك نظراً للإصابة البكتيرية يحدث انخفاض في الوزم الجزيئي للأحماض الدهنية الامينية داخل العظم والعاج بواسطة إنتاج البكتريا اللا هوائية أيضاً⁽.

ت‌-    تأثير الفطريات على العظم والعاج

الفطريات هي كائنات أقرب من صفاتها وتشكيلها العام إلى النبات عن الحيوان، وهي كائنات تتغذى على المواد العضوية مثل العظم والعاج حيث أن مثل هذه الكائنات تتحلل هذه المواد العضوية إلى مواد بسيطة قابلة للذوبان في الماء حيث تعتبر للفطريات مسئولة عن الجانب الأكثر من تفتت المادة العضوية.

وكذلك تفرز الفطريات الكثير من الأحماض العضوية التي تؤثر على العظم والعاج.

وأكثر الأنواع التي تلحق أضرار بالعظم والعاج هي:

1-   fusarium.

2-   Bacillus

3-   Micrococcus.

4-   Psedomonos.

5-   Filavo Bacterium.

6-   Myco Bacterium.

7-   Asperigllus.

8-   pencillum

نجد أن العظم قليل التأثير بالفطريات. ما عدا في حالة الارتفاع الكبير في الرطوبة المحيطة يجعله أكثر قابلية وكذلك الزيادة المصاحبة في نزليز الأكسوجين تزيد من سرعة تحلل العظام

جـ الإنزيمات.

عبارة عن مواد برتينية، وهي تحتوي على مركز فعال يسمى مركز نشاط الإنزيم حيث يتم تحويل المواد المتفاعلة إلى نواتجها

تعتبر الإنزيمات عوامل مساعدة محفزة تعمل على زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية الحيوية من 10⁶- ¹²10 مقارنة مع سرعة هذه التفاعلات في حالة عدم وجود عوامل مساعدة الإنزيمات التي تكون في مقدراتها لتحلل مناطق الكولاجين تحت ظروف فيزيائية (درجة حرارة متوسطة – درجة حموضة متعادلة) تسمى كولاجنيسيز Colla gena ses والكولاجنيسزات تكون إنزيمات مختلفة عديدة معقدة ويوجد هناك نوعان من التحلل للتركيب الكولاجيني بواسطة الكولاجيسيتزا.

أ‌-     تحلل الكولاجين بواسطة النوع الحيواني: وهي تمزق الكولاجين غير متحلل معدنياً إلى جزأين.

ب‌-                       تحلل الكولاجين بواسطة الكولاجينزات الميكروبية وهي تعرف بجزيئات حمض أميني صغير وقد فحصت كل الكولاجينييزات الميكروبية فتبين لها نفس متطلبات جزئ الحمص الأميني للانقسام الكلي أو الجزأي إلى خلايا أصغر ويكون المتج السائد هو من معالجة الكولاجين بالكولاجنسيزات من نوع clostrid dium hi stolyyicun. وهو ثلاثي البيتيد.

وفي الحقيقة فإن النظام الإنزيمي بشيء صورة يمزق سلاسل الكولاجين في مناطقها الحلزونية مسببة تلف كولاجين العظم والعاج

التوصيات

من خلال دراسة عوامل تلف العظام والعاج اتضح لنا أن مثل هذه المواد تكون عرضة لعوامل تلف متعددة سواء فيزيائية، كيميائية، بيولوجية، وفيزيائية لذلك يجب أن نوصي ببعض التوصيات وهي.

1-  يجب صيانة المقتنيات المصنوعة من هذه الموارد وذلك منذ الكشف عنها في الحقل الأثري بتوفير الإسعافات الأولية لهذه المقتنيات حتى لا تتعرض للتلف لاختلاف بيئة الدفن عن بيئة التعريض.

2-  بالنسبة للمقتنيات المحفوظة داخل المتاحف في خزائن العرض يجب أن يتم توفير ظروف العرض المناسبة والمتمثلة في:

-       درجات الحرارة والرطوبة المناسبة.

-       نوع الإضاءة المناسبة وفقاً لحالة المعروضات داخل الخزائن ومراعاة أن تكون إضاءة غير مباشرة.

-       يجب توفير جو خالي من أي غازات ملوثة وذلك بتوفير مشرحات على مداخل المتاحف والنوافذ.

3- يجب توفير الظروف المناخية بالنسبة للقطع الموجودة داخل مخازن المتاحف نظراً لأن هذه الأماكن تكون مركزاً لعوامل التلف المختلفة خاصة البيولوجي منها إذا ما تم الاعتناء بالمقتنيات الموجودة وتوفير درجات الحرارة والرطوبة والإضاءة المناسبة.

الخاتمة

الحمد لله الذي أعانني في إخراج هذا البحث الذي بين أيديكم والذي تناولت فيه دراسة مختصرة عن أهم عوامل ومظاهر التلف المؤثرة على العظم والعاج من حرارة – رطوبة – ضوء وأيضاً تأثير حموضة التربة الخ... وأرجو من الله أن ينال إعجاب سيادتكم.

فما كان من توفيق فمن الله وما كان من سهو أو نسيان فمني ومن الشيطان.