خبر کامل
توسعه «تفنگ ترمیم استخوان» در کره جنوبی؛ ایمپلنت‌های شخصی‌سازی‌شده با هزینه کمتر
ابداع «تفنگ ترمیم استخوان»؛ انقلابی در درمان شکستگی‌ها
محققان دانشگاه سونگ‌کیون‌کوان کره جنوبی با هدف غلبه بر چالش‌های هزینه‌بر و زمان‌بر ایمپلنت‌های سنتی تیتانیومی، روشی انقلابی برای ترمیم شکستگی‌های استخوان ابداع کرده‌اند. این روش جدید شامل استفاده از یک دستگاه دستی شبیه به چاپگر سه‌بعدی است که داربست‌های پلیمری زیست‌تخریب‌پذیر را مستقیماً و با دقت بالا روی محل شکستگی اعمال می‌کند و نویدبخش درمان‌های شخصی‌سازی‌شده، سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است.
جایگزینی سریع و مقرون‌به‌صرفه برای ایمپلنت‌های سنتی
ایمپلنت‌های مبتنی بر فلز و تیتانیوم همچنان روش استاندارد برای تثبیت شکستگی‌های شدید استخوان محسوب می‌شوند، اما تولید آنها گران است و سفارشی‌سازی آنها برای هر بیمار دشواری‌های خاص خود را دارد. اگرچه فناوری چاپ سه‌بعدی امکان شخصی‌سازی را فراهم کرده، اما همچنان نیازمند زمان و منابع قابل توجهی است.
در مقابل، دستگاه جدید که به «تفنگ ترمیم استخوان» شهرت یافته، شبیه یک چاپگر سه‌بعدی دستی عمل می‌کند. این دستگاه به جای پلاستیک، «گلوله‌های» پلیمری مخصوص را ذوب کرده و داربست‌های زیست‌تخریب‌پذیر را مستقیماً در طول عمل جراحی روی استخوان شکسته اعمال می‌کند. این فرآیند یک چارچوب مخصوص برای رشد استخوان جدید تشکیل می‌دهد.
فناوری و ترکیب مواد داربست
تیم تحقیقاتی به رهبری جونگ سونگ لی، محقق مهندسی زیست‌پزشکی، با سه چالش اصلی در ساخت این چسب حرارتی ترمیم‌کننده استخوان مواجه بودند:
- دمای ایمن: چسب حرارتی استاندارد در دمای بیش از ۱۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود که برای بافت زنده بسیار خطرناک است.
- استحکام مشابه استخوان: ماده باید پس از سخت شدن، استحکامی مشابه استخوان طبیعی داشته باشد.
- تجزیه زیستی کنترل‌شده: ماده باید به تدریج تجزیه شود تا استخوان جدید بتواند جایگزین آن شود.
محققان پس از آزمایش‌های متعدد، ترکیب مناسب را یافتند: پلی‌کاپرولاکتون (یک ترموپلاستیک مورد تایید سازمان غذا و دارو که به طور ایمن در بدن تجزیه می‌شود) به همراه هیدروکسی آپاتیت (یک ماده معدنی که به رشد استخوان جدید کمک می‌کند).
این ترکیب نهایی در دمای ملایم ۶۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود، به طور ایمن به استخوان متصل می‌شود، در طول بهبودی قوی می‌ماند و به تدریج با جایگزینی بافت طبیعی، تجزیه می‌شود. این دما به اندازه کافی سرد است تا از بافت اطراف محافظت کند.
نتایج آزمایش‌ها و چالش‌های پیش رو
بهبود سریع‌تر در آزمایش‌های حیوانی
آزمایش‌های حیوانی روی خرگوش‌هایی با استخوان ران شکسته نشان داد که خرگوش‌هایی که با تفنگ ترمیمی درمان شدند، سریع‌تر از خرگوش‌هایی که با سیمان استخوان استاندارد (یک گزینه تجاری رایج) درمان شده بودند، بهبود یافتند.
موانع تا رسیدن به کاربرد انسانی
با وجود نتایج امیدوارکننده، محققان برای استفاده از این فناوری در انسان با چالش‌هایی روبرو هستند که نیازمند اصلاحات بیشتر است:
- سرعت تجزیه: تجزیه آهسته ماده مانع از ترمیم کامل شکستگی‌ها شد. تیم لی قصد دارد سرعت تجزیه را افزایش داده و آنتی‌بیوتیک‌ها را به ترکیب اضافه کند تا ایمپلنت بتواند داروهای ضد عفونت را در طول بهبودی آزاد کند.
- تحمل بار: از آنجایی که خرگوش‌ها سبک هستند، آزمایش روی حیوانات بزرگتر برای اطمینان از ایمنی درازمدت و تحمل بار در انسان ضروری است.
- مهارت جراحی: اگرچه تفنگ درمانی شبیه یک تفنگ چسب حرارتی پیشرفته کار می‌کند، اما دقت بسیار مهم است. بنابراین، جراحان قبل از استفاده مؤثر و مداوم از این ابزار در عمل‌های انسانی، به آموزش تخصصی نیاز خواهند داشت.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
زمان انتشار:
۰۵:۳۵ - ۱۴۰۴/۰۷/۰۷