شکستگی‌های استخوانی و نقص‌های ساختاری در استخوان یکی از چالش‌های مهم در جراحی‌های ارتوپدی محسوب می‌شود. روش‌های مرسوم مانند استفاده از سیمان استخوان یا ایمپلنت‌های فلزی، با محدودیت‌هایی مانند خطر عفونت، نیاز به جراحی‌های مجدد و عدم انطباق کامل با شکل طبیعی استخوان همراه هستند. اکنون محققان با الهام از یک ابزار ساده یعنی تفنگ چسب، دستگاهی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به صورت سه بعدی و در همان لحظه عمل جراحی، داربست‌های زیست تخریب پذیر استخوانی را چاپ کند. این فناوری می‌تواند آینده‌ای متفاوت در درمان شکستگی‌ها رقم بزند.
چاپ سه بعدی استخوان با الهام از تفنگ چسب
این دستگاه که شباهت زیادی به تفنگ چسب دارد، به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند در دمای پایین کار کند تا به بافت‌های زنده اطراف آسیب وارد نشود. ماده‌ای که به عنوان «چسب» در این تفنگ استفاده می‌شود، ترکیبی خاص از پلی کاپرولاکتون و هیدروکسی آپاتیت است. پلی کاپرولاکتون یک پلیمر زیست تخریب پذیر است که مانند داربست عمل کرده و به استخوان فرصت ترمیم می‌دهد. هیدروکسی آپاتیت نیز ماده‌ای معدنی طبیعی در ساختار استخوان است که به رشد سلول‌های استخوانی جدید کمک می‌کند.
این ترکیب نه تنها با بدن سازگار است، بلکه به مرور زمان تجزیه می‌شود و جای خود را به استخوان تازه می‌دهد. در نتیجه بیمار نیازی به جراحی مجدد برای خارج کردن ایمپلنت نخواهد داشت. چنین قابلیتی می‌تواند روند درمان شکستگی‌ها را بسیار ساده‌تر کند.
داربستی که با بدن هماهنگ می شود
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این فناوری، توانایی ایجاد پیوند بیولوژیکی با استخوان‌های اطراف است. داربست چاپ شده به مرور با سلول‌های استخوانی یکپارچه می‌شود و خودبه‌خود تجزیه خواهد شد. به همین دلیل، استخوانی که جایگزین آن می‌شود، کاملا طبیعی و پایدار خواهد بود.
از طرفی این فناوری قابلیت ترکیب با آنتی بیوتیک‌ها را نیز دارد. به عنوان مثال، داروهایی مانند وانکومایسین یا جنتامایسین می‌توانند در این داربست جای‌گذاری شوند تا به صورت موضعی در محل جراحی آزاد شوند. این روش خطر عفونت بعد از عمل را کاهش می‌دهد و نیاز بیمار به مصرف آنتی بیوتیک‌های خوراکی یا تزریقی را کم می‌کند. همچنین از بروز مقاومت آنتی بیوتیکی جلوگیری می‌شود.
مزیت های ویژه برای جراحان و بیماران
این دستگاه دستی و جمع‌وجور است و همین ویژگی باعث می‌شود جراح بتواند به راحتی زاویه، عمق و جهت چاپ را در حین عمل تنظیم کند. این انعطاف‌پذیری به ویژه در مواردی که شکستگی یا نقص استخوان پیچیده و نامنظم است، اهمیت زیادی دارد.
فرایند چاپ تنها چند دقیقه طول می‌کشد و همین موضوع زمان عمل جراحی را به شکل قابل توجهی کاهش می‌دهد. کاهش زمان جراحی نیز به معنای کاهش ریسک عفونت، کاهش نیاز به بیهوشی طولانی مدت و بهبود سریع‌تر بیمار خواهد بود.
آزمایش های موفق روی مدل های حیوانی
محققان برای ارزیابی کارایی این فناوری، آزمایش‌هایی روی مدل‌های حیوانی انجام دادند. در یک مطالعه، خرگوش‌هایی با نقص استخوانی بزرگ تحت درمان قرار گرفتند. بخشی از آنها داربست چاپ‌شده با این تفنگ چسب را دریافت کردند و بخشی دیگر با روش سنتی سیمان استخوان درمان شدند.
پس از ۱۲ هفته نتایج نشان داد گروهی که از داربست چاپ‌شده استفاده کرده بودند، بهبود بسیار بهتری در شاخص‌هایی مانند ضخامت استخوان، استحکام و مقاومت در برابر فشار داشتند. همچنین هیچ نشانه‌ای از التهاب غیرطبیعی یا آسیب به بافت اطراف دیده نشد. این نتایج امید زیادی برای استفاده گسترده از این فناوری در آینده ایجاد کرده است.
آینده چاپ سه بعدی استخوان در پزشکی
اگرچه نتایج بسیار امیدوارکننده بوده است، اما برای ورود این فناوری به اتاق‌های عمل انسانی، همچنان به آزمایش‌های گسترده‌تر و مطالعات بالینی نیاز است. ترکیب چاپ سه بعدی با زیست مواد، می‌تواند انقلابی در درمان شکستگی‌ها، ترمیم نقص‌های استخوانی و حتی جراحی‌های زیبایی ایجاد کند.
کارشناسان معتقدند که در آینده نزدیک، دستگاه‌های مشابه می‌توانند نه تنها برای استخوان، بلکه برای چاپ بافت‌های دیگر مانند غضروف و حتی ارگان‌های کوچک نیز مورد استفاده قرار گیرند. این موضوع نشان‌دهنده افق‌های جدیدی در پزشکی بازساختی و درمان‌های شخصی‌سازی‌شده است.
نتیجه گیری
توسعه دستگاهی شبیه به تفنگ چسب برای چاپ سه بعدی استخوان، تحولی بزرگ در جراحی‌های ارتوپدی به شمار می‌رود. این فناوری نه تنها روند ترمیم استخوان را تسریع می‌کند، بلکه خطر عفونت را کاهش داده و درمانی کاملا شخصی‌سازی‌شده ارائه می‌دهد. هرچند هنوز در مراحل آزمایشی قرار دارد، اما به نظر می‌رسد در آینده‌ای نه چندان دور، به یکی از ابزارهای ضروری در اتاق عمل تبدیل شود.
نظر شما در مورد این مطلب چیه؟
ارسال دیدگاه