یافته جدید محققان:
ایمپلنتی که تجزیه می‌شود و نیاز به بیرون آوردن از بدن ندارد
یک روش مفید برای بهبود شکستگی‌های استخوانی استفاده از ایمپلنت‌های ارتوپدی است. در گذشته برای کاشت و برداشت میله ارتوپدی نیاز به دو عمل جراحی بود، اما با استفاده از ارتوپدی‌‌های تجزیه‌پذیر منیزیمی نیار به عمل دوم برطرف می‌شود.
یک روش مفید برای بهبود شکستگی‌های استخوانی استفاده از ایمپلنت‌های ارتوپدی است. در گذشته برای کاشت و برداشت میله ارتوپدی نیاز به دو عمل جراحی بود، اما با استفاده از ارتوپدی‌‌های تجزیه‌پذیر منیزیمی نیار به عمل دوم برطرف می‌شود. محققان یک آلیاژ منیزیمی معرفی کردند که علاوه بر زیست تجزیه‌پذیر بودن، به رشد استخوان نیز کمک می‌کند.
به گزارش مرکز اطلاع رسانی و روابط عمومی معاونت علمی وفناوری رئیس جمهوری بخش فناوری های همگرا(Enbics)؛ محققان کره جنوبی بعد از انجام آزمایشات کلینیکی ابتدایی بر روی 53 بیمار، نشان دادند که ایمپلنت ارتوپدی منزیم-کلسیم-روی آنها بعد از یک سال شرایط را برای رشد استخوان جدید مهیا می‌کند در حالیکه خود ایمپلنت به صورت ایمن تجزیه و دفع می‌شود. نتایج این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences چاپ شده است.
ایمپلنت‌های ارتوپدی به شکل‌های پیچ، میله یا صفحات فلزی برای نگه‌داری استخوان‌های شکسته شده در محل خود، استفاده می‌شوند تا این استخوان‌ها به طور درست بهبود یابند. در اغلب موارد این مراحل شامل یک عمل جراحی ابتدایی برای کاشت ابزار و عمل دوم برای حذف آن است. یک جایگزین برای این روش شامل استفاده از ایمپلنت‌های زیست تجزیه‌پذیر است. محققان این ایده را با بکارگیری ایمپلنت‌های منیزیمی دنبال می‌کنند زیرا مشخص شده است که منیزیم در بدن تجزیه می‌شود. با این وجود موفقیت‌های اندکی در این زمینه حاصل شده است.
لی و همکارانش با هدف ساخت یک آلیاژ منیزیم زیست‌تجزیه پذیر که رشد استخوان را تحریک می‌کند، تحقیقات خود را آعاز کردند. آنها در ابتدا به دنبال این هستند تا بدانند که چگونه ایمپلنت‌های آلیاژ منیزیم با استخوان احاطه‌کننده در سطح مولکولی برهمکنش برقرار می‌کنند. کارهای قبلی انجام شده توسط این گروه نشان می‌دهد که آلیاژ Mg-5wt%Ca-1wt%Z یک ایمپلنت قدرتمند است که به مرور زمان تجزیه می‌گردد. علاوه‌بر این کلسیم و روی به ترتیب برای بهبود تشکیل استخوان و بازسازی آن مفید هستند.
در این کار تحقیقاتی، محققان به 53 بیمار که استخوان دست آنها دارای شکستگی است، این ایمپلنت استخوانی را تجویز کردند و استخوان را در سطوح ماکرو، میکرو و نانو بررسی کردند تا مشخص گردد در این سطوح در استخوان چه اتفاقاتی رخ می‌دهد.
با استفاده از روش‌های لکه‌گذاری بافتی، محققان موفق به تمایز بین استخوان جدید و قدیم در محل ایمپلنت شدند. در ادامه استخوان‌های جدید را با SEM و TEM بررسی کردند و متوجه شدند که سایت‌های تشکیل استخوان جدید ناشی از محصولات تجزیه ایمپلنت است که سبب تحریک سیستم تشکیل استخوان طبیعی بدن می‌شود.
مطالعات بیشتر در این زمینه از طریق تقسیم‌بندی استخوان به چند منطقه مختلف انجام گرفت. منطقه اول سطح مشترک استخوان و ایمپلنت است و منطقه‌‌های بعدی (II، III، IV و غیره ) در زیر منطقه I قرار می‌گیرند. مناطق مختلف با استفاده از مطالعات فلورسنس و SEM بررسی شدند، و مشخص شد که ترکیب شیمیایی هر منطقه متفاوت است. منطقهI منیزیم و اکسیژن بالایی دارد، منطقه II دارای میزان زیادی کلسیم و فسفر است و ساختار منطقه III مشابه میکروساختار یک استخوان طبیعی است. در منطقه II دو نوع مورفولوژی مشاهده شد، یک الگوی حلقه‌ای آمورف و یک ساختار بلوری. این محققان اعتقاد دارند که منطقه I به طور عمده از Mg(OH)2 تشکیل شده است در حالیکه منطقه II، کلسیم فسفات (Ca3(PO4)2) و هیدروکسی آپاتیت (Ca5(PO4)3OH) وجود دارد.
منیزیم هیدروکسید یک محصول خورنده است و مطالعات نشان می‌دهند که ایمپلنت آلیاژ منیزیم در طول یک سال تجزیه می‌شود به طوری‌که به سختی می‌توان آن را تشخیص داد. هنگامی که تجزیه اتفاق می‌افتد، استخوان جدید در محل آن رشد می‌کند. ترکیب شیمیایی نزدیک‌ترین منطقه به ایمپلنت، Mg(OH)2 است که به دلیل تغییر در pH سبب برخی واکنش‌های دیگر می‌شود. این تغییرات منجر به تشکیل ترکیبات کلسیم فسفات در منطقه II می‌شوند. این ترکیبات در منطقه II نزدیک به منطقه I آمورف هستند در حالیکه در مناطق دورتر از منطقهI به صورت بلورهای هیدروکسی آپاتیت هستند. این ترکیب بلوری، ماتریس طبقه‌بندی طبیعی بدن را تقلید می‌کند و توسط استئوکلاست‌ها جذب می‌شود و تشکیل استخوان را تحریک می‌کند. این فرایندهای پیوسته تجزیه آلیاژ منیزیم و تشکیل استخوان سبب می‌شوند تا ایمپلنت در نهایت ناپدید شود و استخوان جدید آشکار گردد.
تمام 53 بیمار تحت مداوا درمان شدند، بدون اینکه هیچ‌کدام از آنها دردی ناشی از تجزیه ایمپلنت حس کنند.
لی و همکارانش با هدف ساخت یک آلیاژ منیزیم زیست‌تجزیه پذیر که رشد استخوان را تحریک می‌کند، تحقیقات خود را آعاز کردند. آنها در ابتدا به دنبال این هستند تا بدانند که چگونه ایمپلنت‌های آلیاژ منیزیم با استخوان احاطه‌کننده در سطح مولکولی برهمکنش برقرار می‌کنند. کارهای قبلی انجام شده توسط این گروه نشان می‌دهد که آلیاژ Mg-5wt%Ca-1wt%Z یک ایمپلنت قدرتمند است که به مرور زمان تجزیه می‌گردد. علاوه‌بر این کلسیم و روی به ترتیب برای بهبود تشکیل استخوان و بازسازی آن مفید هستند.
در این کار تحقیقاتی، محققان به 53 بیمار که استخوان دست آنها دارای شکستگی است، این ایمپلنت استخوانی را تجویز کردند و استخوان را در سطوح ماکرو، میکرو و نانو بررسی کردند تا مشخص گردد در این سطوح در استخوان چه اتفاقاتی رخ می‌دهد.
با استفاده از روش‌های لکه‌گذاری بافتی، محققان موفق به تمایز بین استخوان جدید و قدیم در محل ایمپلنت شدند. در ادامه استخوان‌های جدید را با SEM و TEM بررسی کردند و متوجه شدند که سایت‌های تشکیل استخوان جدید ناشی از محصولات تجزیه ایمپلنت است که سبب تحریک سیستم تشکیل استخوان طبیعی بدن می‌شود.
مطالعات بیشتر در این زمینه از طریق تقسیم‌بندی استخوان به چند منطقه مختلف انجام گرفت. منطقه اول سطح مشترک استخوان و ایمپلنت است و منطقه‌‌های بعدی (II، III، IV و غیره ) در زیر منطقه I قرار می‌گیرند. مناطق مختلف با استفاده از مطالعات فلورسنس و SEM بررسی شدند، و مشخص شد که ترکیب شیمیایی هر منطقه متفاوت است. منطقهI منیزیم و اکسیژن بالایی دارد، منطقه II دارای میزان زیادی کلسیم و فسفر است و ساختار منطقه III مشابه میکروساختار یک استخوان طبیعی است. در منطقه II دو نوع مورفولوژی مشاهده شد، یک الگوی حلقه‌ای آمورف و یک ساختار بلوری. این محققان اعتقاد دارند که منطقه I به طور عمده از Mg(OH)2 تشکیل شده است در حالیکه منطقه II، کلسیم فسفات (Ca3(PO4)2) و هیدروکسی آپاتیت (Ca5(PO4)3OH) وجود دارد.
منیزیم هیدروکسید یک محصول خورنده است و مطالعات نشان می‌دهند که ایمپلنت آلیاژ منیزیم در طول یک سال تجزیه می‌شود به طوری‌که به سختی می‌توان آن را تشخیص داد. هنگامی که تجزیه اتفاق می‌افتد، استخوان جدید در محل آن رشد می‌کند. ترکیب شیمیایی نزدیک‌ترین منطقه به ایمپلنت، Mg(OH)2 است که به دلیل تغییر در pH سبب برخی واکنش‌های دیگر می‌شود. این تغییرات منجر به تشکیل ترکیبات کلسیم فسفات در منطقه II می‌شوند. این ترکیبات در منطقه II نزدیک به منطقه I آمورف هستند در حالیکه در مناطق دورتر از منطقهI به صورت بلورهای هیدروکسی آپاتیت هستند. این ترکیب بلوری، ماتریس طبقه‌بندی طبیعی بدن را تقلید می‌کند و توسط استئوکلاست‌ها جذب می‌شود و تشکیل استخوان را تحریک می‌کند. این فرایندهای پیوسته تجزیه آلیاژ منیزیم و تشکیل استخوان سبب می‌شوند تا ایمپلنت در نهایت ناپدید شود و استخوان جدید آشکار گردد.
تمام 53 بیمار تحت مداوا درمان شدند، بدون اینکه هیچ‌کدام از آنها دردی ناشی از تجزیه ایمپلنت حس کنند.
Send to friends