تحقق رویای تولید ایمپلنت‌های زیست‌سازگار در کشور

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، سالانه میلیون‌ها ایمپلنت در بدن بیماران کار گذاشته می‌شود و اغلب آنها باید پس از گذشت مدت زمان مشخصی از بدن بیمار خارج شوند. ایمپلنت‌ها معمولا فلزی و از جنس فولاد ضدزنگ، آلیاژهای تیتانیم و کبالت هستند و سختی مکانیکی آنها با استخوان‌های طبیعی منطبق نیست، به همین دلیل باید از بدن بیمار خارج شوند چراکه باعث بروز اختلالاتی در روش‌های تشخیصی مانند سی‌تی اسکن و ام‌آرآی می‌شوند. حذف ایمپلنت از بدن نه‌تنها هزینه بالایی برای بیمار به همراه دارد بلکه فرد باید درد جراحی و روند التیام زخم را دوباره تحمل کند. به همین دلیل دانشمندان و پزشکان به دنبال ساخت ایمپلنت‌های زیست‌سازگار هستند که چالش‌های مذکور را به همراه نداشته باشد.

بیشتر بخوانید:

انواع ایمپلنت‌های جراحی بومی‌سازی شد

ضریب کشسانی آلیاژهای منیزیم نزدیک با بافت استخوان طبیعی است و در محیط فیزیولوژی با پیشرفت فرایند درمان استخوان تخریب می‌شوند. استحکام مکانیکی ایمپلنت‌های فلزی بر پایه آلیاژ منیزیم مانند ایمپلنت‌های تیتانی است و از سوی دیگر انعطاف‌پذیری مانند بافت استخوان دارند. یکی از ویژگی‌های مهم ایمپلنت‌های منیزیمی این است که بدن انسان قابلیت جذب کامل و دفع این ماده را دارد، بنابراین پس از کاشت ایمپلنت نیازی به خارج کردن آن وجود ندارد. با این حال نزخ خوردگی آلیاژهای منیزیمی بالاست، در صورتی که غلظت یون‌های منیزیم در بدن افزایش یابد به بافت‌های مجاور آسیب می‌رساند. از سوی دیگر خوردگی حفره نیز در این آلیاژها اتفاق می‌افتد که باعث کاهش واص مکانیکی می‌شود. بنابراین برای استفاده از ایمپلنت‌های مبتنی بر آلیاژ منیزیم در بدن انسان، ابتدا باید نرخ خوردگی آن کنترل شود. یکی از روش‌های موثر در این حوزه استفاده از پوشش‌های زیست‌فعال روی ایمپلنت‌های مبتنی بر آلیاژ منیزیم است.

جادوی آلیاژهای منیزیمی در ایمپلنت

پوشش زیستی فعال پوششی با قابلیت‌های کاربردی برای مصارف پزشکی مانند ایمپلنت‌ها و پروتزهای زیست فعال است. زیست‌سازگار بودن با محیط بدن و عدم ایجاد سمیت از ویژگی‌های اصلی پوشش زیستی فعال به شمار می‌رود. این پوشش‌ها با هدف استخوان‌سازی، ترمیم و جایگزینی بافت موجودات به کار می‌روند. پوشش‌های بیوسرامیکی، بیوکامپوزیتی و بیوپلمری از جمله پوشش‌های زیست سازگار با خاصیت زیست فعالی بالا هستند. حال یک محقق ایرانی به نام نسرین سادات آذریان که دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر است، طرح ایجاد پوشش‌های زیست فعال روی آلیاژ منیزیم ۳۱AZ را به روش پلاسمای الکترولیتی اجرا کرده که می‌تواند خوردگی آلیاژهای پایه منیزیمی را کنترل کند. این امر می‌تواند به توسعه ایمپلنت‌های تجزیه‌پذیر درون‌تنی ختم شود.

این محقق ایرانی با هدف کنترل نرخ خوردگی، بهبود زیست‌سازگاری و زیست‌فعالی آلیاژ پایه منیزیمی به عنوان ایمپلنت فلزی تجزیه‌پذیر این مطالعه را انجام داده است. به گفته آذریان «استفاده از اجزای زیست‌فعال در سطح ایمپلنت باعث افزایش سرعت روند بهبود بافت استخوانی آسیب‌دیده می‌شود. همزمان با تجزیه‌پذیری ایمپلنت در بدن بافت استخوانی رشد می‌کند و جایگزین ایمپلنت می‌شود.» وی در این مطالعه از روش پی‌ای‌او استفاده کرده و پوشش اکسیدی چند جزئی ایجاد کرده که شامل اجزای زیست‌فعال از جمله کلسیم، فسفر، سیلیسیم و فسفر بر سطح آلیاژ منیزیم ۳۱AZ می‌شود. پی‌ای‌او روشی مبتنی بر اکسیداسیون آندی فلزات در ولتاژ بالاتر از ولتاژ شکست دی‌الکتریک لایه‌های اکسید سطحی فلز است.

کنترل خوردگی منیزم به سبک محقق ایرانی

این محقق ایرانی پوشش را از لحاظ خواص خوردگی، ضخامت، زیست‌تولیدی و ویژگی‌های میکروسکوپی را بررسی کرد. همچنین این پوشش را در محلولی قرار داد که محیط بدن را شبیه‌سازی می‌کند تا از نظر تجزیه‌پذیری با گذشت زمان نیز بررسی شود. در نهایت مشخص شد که روش پی‌ای‌او اثرگذاری بالایی در کنترل نرخ خوردگی منیزم دارد و با تجزیه‌پذیری آلیاژ پوشش‌دار رسوبات غنی از کلسیم و فسفر، شبیه به فاز معدنی استخوان، روی سطح ایجاد می‌شوند. آذریان می‌گوید؛ «نتایج این مطالعه نه‌تنها به کنترل خوردگی آلیاژهای پایه منیزیمی کمک می‌کند بلکه مسیر توسعه ایمپلنت‌های تجزیه‌پذیر درون‌تنی را هموار می‌کند.»

بیشتر بخوانید:

ساخت ایمپلنت‌های زیست‌سازگار به دست محققان ایرانی/ داستان تحول پیوند استخوان جهانی می‌شود

مهم‌ترین کابرد این مطالعه تولید ایمپلنت‌های استخوانی تجزیه‌پذیر با خاصیت تسریع ترمیم بافت استخوانی آسیب‌دیده به شمار می‌رود. تحقق این امر با انجام تست‌های زیستی بیشتر و آزمون‌های حیوانی ممکن می‌شود.

انتهای پیام/۴۰۲۱