محققان دانشگاه Sungkyunkwan کره جنوبی موفق به ساخت یک ابزار نوین شدهاند که شبیه یک تفنگ چسب معمولی به نظر میرسد، اما در حقیقت یک پرینتر سهبعدی زیستی (Bioprinter) است که میتواند استخوان مصنوعی را در حین جراحی، مستقیماً روی بافت زنده بیمار چاپ کند.
این نوآوری میتواند آیندهی ترمیم استخوان و جراحی ارتوپدی را متحول کند.
مشکل روشهای فعلی ترمیم استخوان
در حال حاضر، جراحان برای درمان شکستگیها و ترمیم بافت استخوانی از دو روش رایج استفاده میکنند:
-
پیوند استخوانی (Bone Graft)
-
سیمان استخوانی (Bone Cement)
اما این روشها محدودیتهایی دارند:
-
سیمان استخوانی در دمای بالا سخت میشود و میتواند به بافت اطراف آسیب برساند.
-
شکلپذیری کمی دارند و با رشد طبیعی استخوان سازگار نیستند.
-
بازسازی استخوان طبیعی اغلب ناقص و کند انجام میشود.
پرینت استخوان با پرینتر سهبعدی راهکاری نوین
ابزار جدید کرهایها با دمای پایین کار میکند و ترکیبی از پلیکاپرولاتون (PCL) و هیدروکسیآپاتیت (ماده معدنی مشابه استخوان طبیعی) را چاپ میکند.
این مواد به صورت یک خمیر نرم روی بافت زنده قرار میگیرند و به مرور زمان سخت شده و یک داربست زیستی (Scaffold) ایجاد میکنند. این داربست شرایطی ایدهآل برای رشد طبیعی استخوان به وجود میآورد.
مزیت اصلی این دستگاه این است که پزشکان میتوانند در حین عمل جراحی، زاویه و عمق پرینت را تغییر دهند و استخوان مصنوعی را دقیقاً مطابق نیاز بیمار بسازند.
جلوگیری از عفونت با چاپ زیستی هوشمند
این فناوری امکان ترکیب آنتیبیوتیک با مواد چاپی را هم دارد. به این ترتیب، علاوه بر پرینت استخوان، میتوان خطر عفونت های پس از جراحی را کاهش داد و حتی به مقابله با مقاومت آنتیبیوتیکی کمک کرد.
نتایج آزمایشها
مطالعات حیوانی ۱۲ هفتهای نشان داد:
-
استخوانهای چاپشده با پرینتر سهبعدی عملکردی بهتر از سیمان استخوانی دارند.
-
بافتهای جدید محکمتر و طبیعیتر بودند.
-
هیچ نشانهای از التهاب یا آسیب بافتی مشاهده نشد.
موانع پیش رو
محققان تأکید کردهاند که هنوز راه زیادی تا ورود این فناوری به بیمارستانها باقی مانده است. برای استفاده عملی نیاز به:
-
آزمایشهای پیشبالینی گسترده،
-
پروتکلهای استریلسازی دقیق،
-
و تأییدیههای قانونی از سازمانهای بهداشتی وجود دارد.
آیندهی جراحی استخوان
اگر این موانع برطرف شوند، پرینت استخوان با پرینتر سهبعدی میتواند درمان بیماران را سریعتر، ایمنتر و ارزانتر کند. این فناوری، گام بزرگی در مسیر چاپ زیستی و پزشکی نوین محسوب میشود و شاید بهزودی شاهد ورود آن به اتاقهای عمل باشیم.
