4 دقیقه
از ابزار خانگی تا نوآوری جراحی
پژوهشگران در کرهٔ جنوبی یک تفنگ چسب خانگی را به دستگاهی کوچک و دستی تبدیل کرده‌اند که می‌تواند مادهٔ پیوند استخوان را مستقیماً در محل شکستگی تولید و اعمال کند. در مقاله‌ای اخیر در نشریه Device توضیح داده شده است که این ابزار اصلاحشده امکان چاپ سهبعدی در محل (in situ) داربست‌ها روی نقص‌های استخوانی را فراهم میکند — که نیاز به ایمپلنتهای پیشساخته را حذف کرده و گزینه‌ای سریع‌تر و قابل‌تطبیق برای ترمیم جراحی ارائه میدهد.
چگونه دستگاه کار میکند
به‌جای چسب ذوب‌شوندهٔ معمول، تیم تحقیقاتی دستگاه را با یک کامپوزیت قابل تنظیم پر کرده است که از هیدروکسیآپاتیت، مادهای معدنی نزدیک به استخوان طبیعی، و پلیکاپرولاکتون (PCL)، یک ترموپلاستیک بی‌سازگار زیستی که در دماهای نسبتاً پایین ذوب می‌شود، ساخته شده است. با تغییر نسبت هیدروکسیآپاتیت به PCL، جراحان می‌توانند سفتی و تخلخل پیوندهای چاپ‌شده را حین عمل تغییر دهند. چاپگر کم‌حجم و دستی به بالینیست این امکان را میدهد که جهت، زاویه و عمق چاپ را در زمان واقعی کنترل کند تا با نقص‌های آناتومیک نامنظم منطبق شود.
ویژگی‌های محصول
- مکانیزم چاپ سهبعدی در محل قابل حمل و دستی
- فرمول کامپوزیت قابل تنظیم برای تنظیم مکانیکی در همان لحظه
- مواد سازگار زیستی: هیدروکسیآپاتیت و پلیکاپرولاکتون
- رسوب سریع — پیوندگذاری می‌تواند ظرف چند دقیقه تکمیل شود
- طراحی‌شده برای تطابق بهتر آناتومیک بدون مدلسازی پیش از عمل
مقایسه با ایمپلنتهای مرسوم
راهکارهای سنتی — صفحات فلزی، ایمپلنتهای پلیمری پیشساخته یا پیوندهای استخوانی دهنده — نیاز به تصویربرداری و مدلسازی قبل از عمل، ساخت سفارشی یا فرایندهای طولانی ضدعفونی و تنظیم دارند. در مقابل، سیستم نوع تفنگ چسب داربست‌ها را مستقیماً در محل جراحی تولید میکند، که زمان آماده‌سازی را کاهش داده و امکان تطابق اختصاصی را حتی برای شکستگی‌های پیچیده فراهم می‌سازد. در آزمایش‌های خرگوشی، پیوندهای چاپ‌شده در محل رشد استخوان برتر و عدم وجود عفونت را در مدت 12 هفته نسبت به حیوانات کنترل که سیمان استخوان استاندارد دریافت کردند، نشان دادند.
مزایا و پتانسیل بالینی
مزایای کلیدی شامل کاهش زمان عمل، تطابق دقیق آناتومیک و توانایی تغییر خواص مکانیکی داربست در زمان واقعی است. تیم پژوهشی همچنین پیشنهاد میکند این رویکرد می‌تواند عوارض پس از عمل را کاهش دهد و با کمینه کردن خطرات عفونت، به کنترل مصرف بیش از حد آنتی‌بیوتیک‌ها کمک کند. از آنجا که مواد زیست‌تخریب‌پذیر و استخوان‌هدایت‌کننده (osteoconductive) هستند، داربست‌ها هدفشان حمایت از بازسازی طبیعی استخوان است تا اشغال دائمی فضا.
موارد کاربرد و اهمیت بازار
کاربردهای فوری شامل جراحی تروما اورژانسی، ارتوپدی دامپزشکی و محیطهایی است که سفارشیسازی سریع ضروری است اما زیرساخت تولید پیشرفته محدود است. برای بازار تجهیزات پزشکی، این فناوری می‌تواند به‌سمت ابزارهای تولید افزایشی سیار حرکت کند که جراحان را با تولید درخواستی مجهز می‌سازند. مطالعات پیشبالینی در مدل‌های حیوانی بزرگتر ایمنی، مقیاسپذیری و مسیرهای مقرراتی را قبل از آزمایش‌های انسانی و پذیرش تجاری تعیین خواهند کرد.
گام‌های بعدی
تیم تحقیقاتی در حال گسترش آزمایش‌های پیشبالینی در حیوانات بزرگ و پالایش فرمولاسیون مواد و ارگونومی تحویل است. در صورت موفقیت، این ترکیب سخت‌افزار کم‌تکنولوژی و زیست‌مواد پیشرفته می‌تواند پذیرش چاپ در محل را در اتاق‌های عمل تسریع کند و به بهبود روند بهبودی و مراقبت ارتوپدی شخصی‌تر کمک نماید.
منبع: cell
.avif)
نظرات