دانشمندان کشف کرده‌اند که کدام ایمپلنت‌ها می‌توانند روند بهبود استخوان را تسریع کنند

دانشگاه پلی‌تکنیک تحقیقات ملی پرم: ایمپلنت‌هایی با ساختار لانه زنبوری، موثرترین ایمپلنت‌ها در بازسازی استخوان هستند.

به گزارش مجله خبری نگار،دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک پرم (PNRPU) دریافته‌اند که ایمپلنت‌هایی با ساختار متخلخل شبیه به لانه زنبور، بهترین گزینه برای بازسازی استخوان هستند. این ایمپلنت‌ها داربست‌های ورونوی نامیده می‌شوند - ساختار‌های زیست‌تخریب‌پذیر چاپ سه‌بعدی که معماری طبیعی استخوان اسفنجی را تقلید می‌کنند.

ایمپلنت‌های موقت زیست‌تخریب‌پذیر یا داربست‌ها برای شکستگی‌ها، آرتروز و پس از جراحی استفاده می‌شوند. آنها به عنوان بستری برای رشد سلولی عمل می‌کنند و در نهایت با بافت استخوان طبیعی بیمار جایگزین می‌شوند. یکی از معیار‌های کلیدی برای اثربخشی آنها، استحکام است. اگر داربست خیلی نرم باشد، نمی‌تواند بار را تحمل کند و زودرس از بین می‌رود و روند بهبود را مختل می‌کند.

یولیا پیروگووا، دانشجوی کارشناسی ارشد و محقق جوان در آزمایشگاه مکانیک مواد و دستگاه‌های زیست‌سازگار PNRPU، توضیح داد: «برای اینکه داربست مؤثر باشد، مدول الاستیک آن نیز باید تا حد امکان به استخوان واقعی نزدیک باشد.»

دانشمندان نمونه‌های داربست پلی‌لاکتید را با استفاده از سه تکنیک رایج چاپ کردند: نمودار‌های ورونوی شبکه‌های BCC و ساختار‌های ژیروئیدی. نوع اول ایمپلنت شبیه ساختار لانه زنبوری است، نوع دوم شبیه شبکه‌های هندسی دقیق است و نوع سوم شبیه بافتی بدون گوشه‌های تیز است.

تمام نمونه‌ها تحت آزمایش‌های فشاری قرار گرفتند و با معماری بافت استخوان اسفنجی مقایسه شدند. چارچوب ورونوی مدول الاستیک ۷۶۶.۲۱ مگاپاسکال را نشان داد که تقریباً مشابه استخوان طبیعی است.

محققان همچنین آزمایش کردند که ساختار‌های مختلف چقدر در برابر حداکثر بار‌های تا ۴۰۰۰ نیوتن (تقریباً ۴۰۰ کیلوگرم، معادل وزنی که در هنگام پرش به لگن وارد می‌شود) مقاومت می‌کنند. قاب‌های ژیروید کمترین میزان شکست را داشتند - فقط ۱.۲٪. قاب‌های ورونوی تا ۵٪ شکست داشتند، در حالی که شبکه‌های BCC ۷.۱٪ شکست داشتند.

میخائیل تاشکینوف، رئیس آزمایشگاه، تأکید کرد: «ساختار‌های ورونوی و ساختار‌های ژیروئید نه تنها از نظر استحکام با بافت استخوان مطابقت نزدیکی دارند، بلکه بار‌ها را نیز بهتر توزیع می‌کنند. این امر آنها را به مبنایی امیدوارکننده برای ایجاد ایمپلنت‌های سفارشی تبدیل می‌کند.»

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری