ساخت نوع جدیدی از کیج ها برای درمان دیسک بین مهره ای
نکستونز/اصفهان دانش آموخته دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ساخت نوع جدیدی از کیج های بین ستون فقرات برای درمان بیماری دیسک بین مهره ای شده است. کیج های ساخته شده در آزمون های عملی مختلف ارزیابی و رفتار مکانیکی آن ها از طریق چند نرم افزار شبیه سازی شده است.
به تازگی محمد رشادی نژاد، دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک از دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ساخت نوع جدیدی از کیج های بین ستون فقرات شده است. این پژوهشگر حوزه مهندسی مکانیک در گفت وگو با نکستونز و در توضیح این ابداع خود گفت: موضوع این پروژه طراحی، ساخت و مشخصه یابی کیج های بین مهره ای است. اگر بر اثر کهولت سن یا وقایع غیرمترقبه، کیج های کمر به خصوص ناحیه کیج های کمری که 1L تا 5Lرا شکل می دهند و از این میان مخصوصاً 4L و 1S _ 5L، دچار آسیب شوند، قابلیت آن ها در جذب انرژی یا درواقع انعطافشان از میان می رود.
او ادامه داد: پس از آن، لایه پیرامونی و در کل ارتفاع دیسک کاهش پیدا می کند؛ یعنی دو مهره به یکدیگر نزدیک می شوند. در این زمان، لایه پیرامونی دیسک یک برآمدگی پیدا می کند. اگر این آسیب به قدری پیشرفت کند که لایه پیرامونی دیسک پاره شود، ماده ژلاتینی یا هستۀ دیسک روی اعصاب نخاعی فشار می آورد.
این دانش آموخته دانشکده مهندسی مکانیک با بیان اینکه این فشار وارد شده به اعصاب نخاعی پیامدهایی دارد، اضافه کرد: فرد آسیب دیده در این مرحله احساس درد می کند. ستون مهره ها، اعصاب سیاتیک، کمر و پاها همگی درگیر این حس ناخوشایند می شوند. در این مواقع، فرد به پارگی یا فتق دیسک دچار شده است و به درمان نیاز دارد. راه حل درمانی آن نیز معمولاً عمل جراحی است.
عمل جراحی چنین دیسکی به همجوشی مهره ای یا فیوژن معروف است و روند خاصی دارد که رشادی نژاد توصیفش کرد: در این عمل، دیسک آسیب دیده را از بین دو مهره تخلیه می کنند. سپس یک نوع ایمپلنت، یعنی کیج را که کاشتنی است بین آن دو مهره قرار می دهند. این کیج می تواند از جنس پلیمر یا فلز باشد. در سال های اخیر استفاده از فلز یا آلیاژ تیتانیوم بیش از نمونه های دیگر مورد توجه بوده است.
ضرورت تولید کیج های متخلخل سه بعدی از جنس تیتانیومی
این دانش آموخته مهندسی که پروژه کنونی موضوع پایان نامه اش همین موضوع و در حال حاضر دفاع کرده است، در تحلیل استفاده از تیتانیوم برای ساخت کیج بیان کرد: پلیمر عملاً خواص نزدیک به استخوان را دارد، اما تیتانیوم به دلیل برخورداری از زیست سازگاری بیشتر، استحکام و خواص مکانیکی آلیاژی است که نمی توان آن را نادیده گرفت و اکنون تمایل به استفاده از آن فراوان است.
تیتانیوم سفتی و سختی خاصی در مقایسه با استخوان انسان دارد که پژوهشگر علم مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان در باب آن تاکید کرد: تیتانیوم در مقایسه با استخوان آدمی سفت تر است و بنابراین اگر به صورت توپُر در تماس با سطح استخوان قرار بگیرد، آن را دچار آسیب و خوردگی می کند.
او که برای رفع نقص یادشده در ابداعش از تیتانیوم متخلخل استفاده کرده است، افزود: در این پروژه تیتانیوم را به صورت متخلخل طراحی کردیم. در واقع، از ساختارهای سلولی مختلف در کیج مدنظرمان بهره گرفتیم، به طوری که خواص آن از نظر سفتی به استخوان انسان نزدیک باشد، اما به آن آسیب نزد. به بیان دیگر، استخوان را دچار خوردگی نکند.
تاکنون کیج های متخلخل متنوع با ساختارهای مختلفی به دست این مبدع ساخته شده که درباره شان اظهار کرد: این کیج های گوناگون از نظر میزان تخلخل با یکدیگر فرق دارند. تمامی آن ها را نیز در آزمون های عملی مختلف ارزیابی یا رفتار مکانیکی شان را از طریق چند نرم افزار شبیه سازی کرده ایم.
رشادی نژاد یادآور شد: در این پژوهش، آن ساختار سلولی که از نظر رفتاری بیش از بقیه به استخوان شباهت داشت، برگزیدیم. هندسه کیج را بر اساس همین نمونه طراحی کردیم. رفتار این کیج نیز در محیط بیرون از بدن شناسایی و بررسی شد که نتیجۀ مثبت و رضایت بخشی داشت.
در این پژوهش از پرینتر سه بعدی نیز استفاده شده است که این پژوهشگر مکانیک در خصوص آن خاطرنشان کرد: چون این کیج ها متخلخل هستند، ساختار سلولی دارند و از هندسه ای پیچیده برخوردارند، به روش های معمول قابل ساخت نبودند. ازاین رو، ما از پرینتر سه بعدی فلز یا چاپ سه بعدی برای تولیدشان بهره بردیم.
ادامه پژوهش در مسیر تجاری سازی
این پژوهش همچنان ادامه دارد و در مرحلۀ توسعه و تکمیل است. دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان در واکاوی آن گفت: اکنون اصلی ترین کاری که به بررسی آن نظر داریم، انجام تست های خستگی و ارزیابی های زیستی آن است. اگر از این مرحله نیز با نتایج مثبت عبور کنیم، در عرصه تجارت نیز به کار خواهد رفت یا به عبارت دیگر تجاری سازی آن محقق می شود.
او در معرفی استادان راهنما و مشاورش که زیرنظر آن ها پایان نامه خود را نوشته است، گفت: محسن بدرالسمایی، عضو هییت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان و احسان فروزمهر، عضو هییت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان، استادان راهنمای من بودند. عباس قایی، عضو هییت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان نیز مشاورم بود.
رشادی نژاد که به دریافت گرنت پژوهشی از دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شده است، درباره تامین هزینه های این پروژه بیان کرد: روند این پژوهش و ابداع کیج های آن بسیار گران بود و با توجه به تورم روزبه روز گران تر هم می شود. خوشبختانه دانشگاه صنعتی اصفهان از من حمایت مالی کرد. همچنین، از طریق استادانم از کمک های یک شرکت در شهرک علمی تحقیقاتی اصفهان بهره مند شدم تا این ابداع محقق شود.
پایان خبر نکستونز
آیا شما به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در مورد "ساخت نوع جدیدی از کیج ها برای درمان دیسک بین مهره ای" هستید؟ با کلیک بر روی پزشکی، آیا به دنبال موضوعات مشابهی هستید؟ برای کشف محتواهای بیشتر، از منوی جستجو استفاده کنید. همچنین، ممکن است در این دسته بندی، سریال ها، فیلم ها، کتاب ها و مقالات مفیدی نیز برای شما قرار داشته باشند. بنابراین، همین حالا برای کشف دنیای جذاب و گسترده ی محتواهای مرتبط با "ساخت نوع جدیدی از کیج ها برای درمان دیسک بین مهره ای"، کلیک کنید.