ساخت تثبیت‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر استخوانی با کاربرد در جراحی‌های ارتوپدی

عکس تزئینی است

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تثبیت‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر استخوانی را برای کاربرد در پیچ، پین و پلاک به تولید رساندند.

به گزارش ایسنا، سمیه اباذری سیوندی، دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «طراحی و ساخت تثبیت‌کننده‌های استخوانی زیست تخریب‌پذیر نانوکامپوزیت منیزیمی تقویت شده با ترکیبات گرافنی جهت کاربردهای ارتوپدی»، گفت: مواد فلزی مختلف مانند فولادهای زنگ نزن و آلیاژهای تیتانیوم به دلیل خواص مکانیکی عالی، مقاومت خوردگی خوب و زیست‌سازگاری مناسب در کاربردهای مختلف زیست پزشکی مانند جایگزین مفاصل، پیچ‌ها و صفحات تثبیت‌کننده استخوان استفاده شده‌اند. 

وی افزود: با این حال، اثر سپر تنشی ناشی از بالاتر بودن مدول الاستیک آن‌ها نسبت به استخوان طبیعی و غیرتخریب پذیر بودن در محیط فیزیولوژیکی بدن از معایب اصلی این مواد است. 

اباذری با تاکید بر اینکه در دو دهه اخیر تحقیقات گسترده‌ای برای کاهش میزان خوردگی مواد زیستی فلزی در محیط فیزیولوژی بدن انسان انجام شده است. با این حال، تحقیقات اخیر در مهندسی بافت استخوان به سمت توسعه مواد زیست‌تخریب پذیر برای محدوده گسترده‌ای از کاربردهای پزشکی متمرکز شده است، گفت: فلزات زیست‌تخریب‌پذیر پشتیبانی ساختاری مورد نیاز را برای بافت میزبان فراهم می‌کنند، درون تن به تدریج تخریب می‌شوند و سپس بعد از کامل کردن وظیفه خود که کمک به ترمیم بافت است، به طور کامل از بین می‌روند.

به گفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، آلیاژهای منیزیم به‌دلیل زیست سازگاری خوب، قابلیت زیست تجزیه‌پذیری عالی و قابلیت استخوان‌سازی در محیط فیزیولوژیکی بدن قابل کاربرد هستند. 

این محقق خاطر نشان کرد: با توجه به مزایای اشاره شده استفاده از این دسته از مواد به عنوان تحولی در مواد زیستی فلزی برای کاربرد در تجهیزات پزشکی و مهندسی بافت استخوان شناخته شده‌اند.

وی گفت: تولید پیچ و پین‌های کامپوزیت منیزیمی تقویت شده با ترکیبات نانوگرافنی جهت ترمیم استخوان‌های شکسته، موجب حذف جراحی ثانویه جهت خروج ایمپلنت از بدن پس از ترمیم بافت آسیب دیده و سبب کاهش اضطراب و استرس بیمار و عفونت‌های استخوانی حین عمل می‌شود. 

وی خاطرنشان کرد: نهایتاً با تولید این پیچ و پین‌ها در کشور امکان صرفه‌جویی ارزی فراهم شده و دستاوردی جدید در صنعت پزشکی کشورمان محسوب می‌شود.

وی با اشاره به ویژگی‌های طرح، گفت: در واقع تجزیه پیوسته و آهسته این تثبیت‌کننده استخوانی با سرعت مناسب موجب شده است که همزمان با ناپدید شدن ایمپلنت در اثر تجزیه شدن، استخوان جدیدی نیز شکل گیرد. همچنین پس از یک سال به صورت کامل و ایمن از بدن دفع شوند.

وی با بیان اینکه این طرح نمونه داخلی ندارد و اولین نمونه پیچ منیزیمی در سال ۲۰۱۳ با نام تجاری مگنزیکس وارد بازار شد، گفت: این نوع کاشتنی بعد از یک یا دوسال از زمان قرارگیری در بدن به طور کامل از بین رفت. ماده کاشتنی مگنزیکس، به عنوان اولین ماده کاشتنی زیست‌تخریب پذیر برای استفاده در کاربردهای پزشکی شناخته شده است.

اباذری با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح، گفت: منیزیم دارای خواص ویژه‌ای مانند نسبت استحکام به وزن بالا، وزن مخصوص پایین و زیست سازگار است. آلیاژهای منیزیم، به دلیل زیست تخریب‌پذیری و استحکام بالا، انقلابی در کاربردهای ارتوپدی برای ساخت قطعات فلزی زیست تخریب پذیر محسوب می‌شوند. 

وی گفت: برای بهبود خواص مکانیکی از آلیاژسازی و ساخت نانوکامپوزیت به روش متالورژی پودر استفاده شد. به‌کارگیری ترکیبات گرافنی عملکرد آنتی باکتریال ایمپلنت تثبیت‌کننده را به میزان قابل توجهی در برابر باکتری‌های «E.Coli» و «S. aureus» افزایش می‌دهد. همچنین مطالعات سلولی با استفاده از استئوبلاست‌ها نشان داد افزودن ترکیبات گرافنی، میزان سازگاری سلولی تثبیت کننده را افزایش می‌دهد. استئوبلاست به یاخته‌هایی گفته می‌شود که استخوان‌های جدید را می‌سازند. 

وی با اشاره به کاربردهای پروژه، گفت: این نانوکامپوزیت به عنوان پیچ، پین و پلاک‌های تثبیت کننده جهت ترمیم استخوان آسیب دیده بدن کاربرد دارد.

به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این طرح با راهنمایی دکترعلی شمسی‌پور، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر حمیدرضا بخششی راد، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد و همچنین همکاری دانشگاه صنعتی نروژ اجرایی شده و به نتیجه رسیده است. یافته‌های این کار پژوهشی تا کنون در قالب چهار مقاله در مجلات معتبر چارک اول (Q1) به چاپ رسیده است که یکی از آن‌ها در مجله با عنوان "Magnesium and alloys" با ضریب تأثیر ۱۱.۸ منتشر شده است.

انتهای پیام