محققان کره جنوبی و ایالات متحده دستگاه جدیدی شبیه به «تفنگ چسبی» ساختهاند که میتواند پیوندهای استخوانی زیستتخریبپذیر را مستقیماً در محل شکستگیها در حین جراحی چاپ کند. این دستگاه میتواند با ارائه ایمپلنتهای سفارشی که سرعت بهبودی را افزایش داده و خطر عفونت را کاهش میدهند، جراحی ارتوپدی را متحول کند.
به گزارش جماران به نقل از مجله دیوایس پیوند استخوان یا بازسازیهای فلزی معمولاً برای ترمیم نقصهای بزرگ ناشی از شکستگی یا برداشتن تومور استفاده میشوند. در طول سالها، روشهای مختلفی برای درمان استخوانهای آسیبدیده آزمایش شده است، از جمله پیوند پوسته تخممرغ و ساختارهای رسانای الکتریکی.
در مطالعه جدید که در مجله Device منتشر شده است، محققان یک دستگاه تفنگ چسبی اصلاحشده را توسعه دادهاند که قادر به چاپ سهبعدی پیوندهای استخوانی مستقیماً در محل شکستگی یا نقص استخوانی در حین جراحی است.
آزمایشهای عملی
در آزمایشهای بالینی انجام شده روی خرگوشها، محققان توانستند از این دستگاه برای چاپ پیوندهای استخوانی مستقیماً در محل شکستگی استفاده کنند و به استخوانهای شکسته اجازه دهند تا به طور طبیعی بهبود یافته و رشد کنند. نتایج آزمایشها نشان داد که طی یک دوره ۱۲ هفتهای پس از جراحی برای درمان شکستگیهای حاد استخوان ران در خرگوشها، حیواناتی که با دستگاه جدید درمان شدند، هیچ نشانهای از عفونت نشان ندادند و در مقایسه با گروه کنترل خرگوشهایی که با سیمان استخوانی معمولی درمان شده بودند، بهبود بیشتری در بازسازی استخوان نشان دادند.
در حالی که ایمپلنتهای فلزی معمولی یا استخوان اهدایی برای قرار گرفتن در محل شکستگی نیاز به پیشساخت و سفارشیسازی دارند، نوآوری جدید کرهای یک راهحل سادهتر و سریعتر ارائه میدهد که میتواند مستقیماً در اتاق عمل اعمال شود.
جونگ سونگ لی، دانشیار گروه مهندسی زیستپزشکی در دانشگاه سونگکیونکوان و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «فناوری پیشنهادی ما از طریق یک سیستم چاپ درجا، رویکردی منحصر به فرد ارائه میدهد که امکان ساخت و اعمال یک ساختار پشتیبانی را در زمان واقعی با دقت آناتومیکی بالا، حتی برای نقصهای پیچیده، بدون نیاز به آمادهسازی قبلی مانند تصویربرداری، مدلسازی و برش فراهم میکند.» این دستگاه به جای چسب حرارتی سنتی که در تفنگهای چسب خانگی استفاده میشود، از ترکیبی اختصاصی از هیدروکسی آپاتیت، یک جزء طبیعی استخوان که دارای خواص ترمیمی است، و یک ترموپلاستیک زیستسازگار به نام پلیکاپرولاکتون استفاده میکند که میتواند در دماهای زیر ۶۰ درجه سانتیگراد ذوب شود.
محققان توضیح دادند که تغییر نسبتهای ترکیب این دو جزء به آنها اجازه میدهد تا سفتی و استحکام پیوندهای استخوانی چاپ شده را در زمان واقعی کنترل کنند.
لی خاطرنشان کرد: «اندازه کوچک و عملکرد دستی دستگاه به جراح این انعطافپذیری را میدهد که جهت، زاویه و عمق چاپ را در طول عمل در زمان واقعی کنترل کند. ما همچنین نشان دادهایم که این عمل میتواند تنها در چند دقیقه انجام شود که از نظر کاهش زمان جراحی و بهبود کارایی رویه در شرایط جراحی در دنیای واقعی، مزیت قابل توجهی را نشان میدهد.»
به گفته لی، تیم تحقیقاتی امیدوار است که این رویکرد جدید عوارض جانبی مرتبط با پیوندهای استخوانی سنتی را کاهش دهد و همچنین به «کاهش ایجاد مقاومت آنتیبیوتیکی» کمک کند.
لی میگوید دانشمندان در حال حاضر در حال انجام مطالعات پیشبالینی با استفاده از مدلهای حیوانی بزرگتر هستند تا اثربخشی و ایمنی دستگاه را قبل از استفاده در اتاق عمل انسان در آینده آزمایش کنند.
