پژوهشگران کره‌جنوبی موفق به توسعه یک تفنگ چسب اصلاح‌شده شده‌اند که می‌تواند در حین عمل جراحی، پیوند استخوان را به‌طور مستقیم با چاپ سه‌بعدی روی محل شکستگی اعمال کند. این نوآوری نه تنها زمان عمل را کاهش می‌دهد بلکه خطر عفونت را هم کمتر می‌کند.
تحول در روش‌های سنتی پیوند استخوان
به‌طور سنتی، ایمپلنت‌های استخوانی از فلز، استخوان اهدایی یا چاپ سه‌بعدی تولید می‌شوند. اما در شکستگی‌های نامنظم، ایمپلنت باید پیش از عمل طراحی و ساخته شود. این موضوع اغلب فرآیند درمان را طولانی‌تر و پیچیده‌تر می‌کرد.
با دستگاه جدید، جراح می‌تواند در همان زمان عمل و بدون نیاز به تولید از پیش، پیوندهای پیچیده استخوانی را بسازد.
نحوه عملکرد تفنگ چسب سه‌بعدی
ماده مصرفی این دستگاه از دو جزء اصلی تشکیل شده است:
- هیدروکسی‌آپاتیت (HA): ترکیب طبیعی موجود در استخوان که به بهبود و بازسازی کمک می‌کند.
- پلی‌کاپرولاکتون (PCL): ترموپلاستیک زیست‌سازگار که در حدود ۶۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود و بدون آسیب رساندن به بافت می‌تواند شکل شکستگی را بپذیرد.
با تغییر نسبت HA و PCL، می‌توان سختی و استحکام پیوند را برای نیازهای متفاوت تنظیم کرد.
انعطاف‌پذیری و سرعت در حین عمل
این دستگاه دستی و جمع‌وجور است. بنابراین جراح می‌تواند جهت، زاویه و عمق چاپ را به صورت لحظه‌ای تغییر دهد. کل فرآیند تنها چند دقیقه طول می‌کشد، در نتیجه مدت جراحی کوتاه‌تر و کارایی عمل افزایش می‌یابد.
ویژگی‌های آنتی‌باکتریال
برای کاهش خطر عفونت، در فیلامنت از آنتی‌بیوتیک‌های ونامایسین و جنتامایسین استفاده شده است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این ترکیبات رشد باکتری‌هایی مانند E. coli و S. aureus را مهار می‌کنند.
داروها به‌تدریج از پیوند آزاد می‌شوند، به‌صورت موضعی از ناحیه محافظت می‌کنند و عوارض جانبی سیستمیک را کاهش می‌دهند.
نتایج آزمایش‌های حیوانی
این فناوری روی خرگوش‌ها با شکستگی شدید استخوان ران آزمایش شد. پس از ۱۲ هفته، هیچ نشانه‌ای از عفونت یا آسیب بافتی مشاهده نشد. همچنین در مقایسه با گروه درمان‌شده با سیمان استخوان، نتایج بهتری در شاخص‌های زیر ثبت شد:
- سطح مقطع استخوان
- ضخامت قشری
- ممان اینرسی قطبی
پیوند ایجادشده به مرور با استخوان طبیعی ادغام شد و جای خود را به بافت تازه داد.
گام بعدی: آزمایش‌های انسانی
پژوهشگران قصد دارند قابلیت‌های آنتی‌باکتریال را تقویت کنند و فناوری را برای آزمایش‌های انسانی آماده سازند. به گفته دکتر لی:
«برای رسیدن به مرحله بالینی، لازم است فرآیندهای تولید استاندارد، پروتکل‌های استریل‌سازی و مطالعات پیش‌بالینی روی مدل‌های حیوانی بزرگ‌تر تکمیل شوند.»
در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند به عنوان راه‌حلی سریع، عملی و نوآورانه برای ترمیم مستقیم استخوان در اتاق عمل به کار گرفته شود.
جمع‌بندی
تفنگ چسب سه‌بعدی می‌تواند آینده جراحی‌های ارتوپدی را متحول کند. با ترکیب سرعت، سازگاری زیستی و ویژگی‌های ضدباکتریایی، این فناوری نویدبخش درمانی مطمئن‌تر و کم‌خطرتر برای بیماران است.
اگر به پیشرفت‌های نوین پزشکی و فناوری‌های چاپ سه‌بعدی در جراحی علاقه‌مند هستید، نظرتان را در بخش دیدگاه‌ها با ما به اشتراک بگذارید.
