ابتكار مسدس غراء يعالج الكسور عن طريق طباعة العظام الحية

ابتكار مسدس غراء يعالج الكسور عن طريق طباعة العظام الحية

ابتكر العلماء تقنية جديدة لعلاج كسور العظام، من خلال طباعة قطعة عظم جديدة مباشرة في جسم المريض بغرفة العمليات، هذا الحلم الذي كان بعيدًا أصبح حقيقة واقعة مع طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة، تشبه مسدس الغراء، لكنها تطبع هياكل عظمية حية.

ابتكر باحثون أداة طباعة عظمية ثلاثية الأبعاد صغيرة، تمكن الطبيب من رسم غرسات قابلة للتحلل الحيوي مباشرة على الكسر أو العيب أثناء الجراحة.

نُشر هذا التطور بالتفصيل في مجلة Device، وكتبه فريق بقيادة مهندس الطب الحيوي جونج سونج لي من جامعة سونج كيون كوان بكوريا الجنوبية.


كيف تعمل طابعة العظام المحمولة

من أهم مميزات الأداة الجديدة بساطتها يُعرف الجهاز باسم "البثق بالصهر الساخن"، حيث يسخن ويُبثق مزيجًا من بولي كابرولاكتون (PCL) وهيدروكسي أباتيت (HA)، مما يحاكي بشكل أدق قوة وبنية عظام الإنسان.

PCL هو بوليمر لين ومرن قابل للتحلل الحيوي، يذوب في درجات حرارة منخفضة، ما يسمح له بالتكيف مع الأشكال المعقدة للعظام HA هو نفس المعدن الذي يشكل أكثر من نصف العظام الحقيقية، مما يسهل صلابتها ويدعم نمو خلايا عظمية جديدة.


تمكن الباحثون من تطوير قضبان PCL/HA تذوب عند حوالي 80 درجة مئوية، وهي درجة حرارة عالية بما يكفي لإنشاء هياكل متينة تتحمل الأحمال، ومنخفضة بما يكفي لمنع تلف الأنسجة المحيطة. يمكن للجراحين التحكم يدويًا في الفوهة، وتشكيل طعم العظم فورًا ليتناسب بدقة مع العيب دون الحاجة إلى قالب مشكَل مسبقا أو وقت تحضير.

قال لي: "نظرًا لصغر حجم الجهاز وإمكانية التحكم اليدوي فيه، يتمكن الجراح من تغيير اتجاه الطباعة وزاويتها وعمقها أثناء العملية فورًا".

وأضاف: "تجرى العملية بأكملها في دقائق، مما يقلل من وقت العملية ويحسن الكفاءة".


طريقة أكثر أمانًا لعلاج العظام

اعتمدت غرسات إصلاح العظام التقليدية على مواد معدنية، أو أنسجة من متبرع ، أو قطع مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مشكلة مسبقًا لتوضع في مكان العيب.
لا تستوعب هذه المواد أي كسر غير منتظم أو انحناء غير متساوٍ، كما تتطلب استخدام مذيبات أو مواد كيميائية في العملية، والتي قد تكون موجودة في الجسم.
لا داعي للقلق بشأن أي من هاتين المشكلتين مع النظام المحمول، إذ يطبع مباشرةً داخل الجسم دون أي نفايات متبقية، مما يجعله خيارًا أنظف وأسرع.

أظهرت الاختبارات أن خليط المواد المركبة المناسب، وهو تركيبة 50H، يحتوي على حوالي 25% من حمض الهيالورونيك وقد أدت النسب الأعلى إلى زيادة الهشاشة وانسداد الفوهة.

كان المركب الهندسي مادة متينة تتحمل أكثر من 100,000 دورة ضغط، أي ما يعادل عدة أسابيع من المشي أو الحركة.

وعلى عكس حشوات الجبس التي تصنع يدويًا والتي لا تتغير مواقعها، فإن الغرسات المطبوعة تتحلل وتمتصها عظام المريض.


مكافحة العدوى مع تعزيز النمو

من المعروف أن جراحات العظام تنطوي على خطر الإصابة بالعدوى بعد الجراحة، والذي يزداد مع غرس مواد غريبة ولمعالجة العدوى، قامت مجموعة لي بدمج مضادين حيويين شائعين، هما فانكومايسين وجنتاميسين، داخل خيوط PCL/HA عند طباعة الغرسات، تُسكب ببطء الفانكومايسين والجنتاميسين، وتغمر موقع الإصابة بعوامل مكافحة للعدوى على مدار عدة أسابيع.

وأكد لي أن "هذه الاستراتيجية الموضعية لتوصيل المضادات الحيوية توفر مزايا سريرية كبيرة مقارنة بتوصيل المضادات الحيوية بشكل جهازي، حيث قد تقلل من الآثار الجانبية وتقلل من تطور مقاومة المضادات الحيوية".

بالإضافة إلى مكافحة العدوى، تحفز هذه المادة الحيوية نفسها نمو عظام جديدة. وقد أظهرت الدراسات المختبرية أنه عند زراعة الخلايا الجذعية على الهياكل العظمية، فإنها ترسب الكالسيوم بشكل أسرع وتعبر عن مستويات مرتفعة من الجينات المهمة المكونة للعظام، بما في ذلك أوستيوبونتين والكولاجين من النوع 1 ألفا 2.


مستقبل الطابعة ثلاثية الأبعاد

على الرغم من أن البحث لا يزال في مرحلة الدراسات على الحيوانات، إلا أن فريق البحث جاهز للتجارب على البشر؛ ومع ذلك، يجب أن يفي الجهاز بمتطلبات التصنيع وبروتوكولات التعقيم قبل دخوله المستشفيات.

في حال نجاحه، قد تمثل هذه التقنية خيارًا جديدًا للجراحين في إصلاح إصابات الصدمات، وعيوب العظام الخلقية، وحتى الكسور المعقدة التي تتطلب جراحات متعددة.


التطبيقات العملية للبحث

قد تحدث طابعة العظام ثلاثية الأبعاد المحمولة هذه نقلة نوعية في مجال طب العظام فبدلاً من استخدام غرسات مصممة مسبقًا من قبل شركات أخرى، يمكن إنتاج طعوم عظمية لمرضى محددين في دقائق معدودة مما يقلل من وقت الجراحة، ويقلل من خطر العدوى ، مع ضمان شفاء المريض بشكل طبيعي.

علاوة على ذلك، مع إمكانية إعطاء المضادات الحيوية أثناء العمليات الجراحية، يمكن تقليل الحاجة إلى المضادات الحيوية الجهازية، مما يُقلل من مقاومتها وآثارها الجانبية كل هذا يعني تعافيًا أسرع للمرضى، ومضاعفات أقل، وبالتالي تقليل مدة بقائهم في المستشفى.

ساعد في النشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك

المصدر: منتديات حبة البركة - من قسم: تجارب علاجية مع أمراض مختلفة