طراحی نوعی جدید از صفحات تثبیت کننده فک در جراحی

علی نیکو دانش آموخته رشته مهندسی پزشکی مقطع کارشناسی ارشد گرایش بیومتریال و مجری طرح «بررسی بیومکانیکی صفحات بازسازی کننده فک تیتانیومی و معرفی الیاژ نایتینول به عنوان جایگزین» امروز شنبه در گفت و گویی که دانشگاه امیرکبیر منتشر کرده است، در این خصوص توضیح داد: بیماری، سرطان یا تصادفهای مختلف از عواملی هستند که سبب برداشتن قسمتی و ناقص شدن آناتومی و مختل شدن عملکرد استخوان فک می‌شود.

وی افزود: علم مهندسی پزشکی برای بهبود نتایج عمل جراحی بازسازی فک و صورت، از ابزارهایی مانند عکس برداری سی تی اسکن از جمجمه، نرم افزارهای طراحی  و تحلیل مهندسی و مدل سازی کامپیوتری استفاده می‌کند و در مورد عمل بازسازی فک پایین، صفحات تثبیت کننده منحصر به شکل استخوان فرد بیمار طراحی کرده است.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر عنوان کرد: صفحات تثبیت کننده فک تجاری موجود در بازار، از جنس آلیاژ تیتانیوم ساخته شده که استحکام تسلیم بالایی داشته و از نظر برهمکنش با بافت های بدن بسیار زیست سازگار هستند. اما این صفحات استاندارد چون به وسیله دست جراح خم شده و روی فک قرار می‌گیرد، نقاطی پرتنش روی آن ایجاد می‌کنند که مهمترین آن شکستگی صفحات و درنتیجه بیرون زدن صفحه از پوست صورت بیمار است.

نیکو ادامه داد: به دلیل تنش‌های پیاپی روی پیچ ها، احتمال تمرکز کرنش روی استخوان اطراف پیچ ها و در نتیجه شل شدن آنها نیز بالاست. برای حل این مشکلات راه حل پیشنهادی استفاده از یک بیومتریال با مدول یانگ پایینتر و طراحی صفحه سفارشی مخصوص بیمار است.

وی توضیح داد: نایتینول یک آلیاژ تیتانیومی با ویژگی هایی مثل زیست سازگاری، استحکام نهایی تسلیم و خستگی بالا، ظرفیت دمپینگ و جذب شوک بالا است. علاوه براین میزان مدول یانگ این آلیاژ نزدیکتر به استخوان بوده و می‌توان با ایجاد تخلخل مدل یانگ آن را با استخوان همتراز کرده تا توزیع تنشی مناسبتری روی استخوان و صفحه شکل بگیرد.

این محقق با بیان اینکه صفحات سفارشی یا customized با استفاده از تصاویر عکس برداری پزشکی، نرم افزارهای مهندسی و پرینترهای سه بعدی طراحی و ساخته شده، گفت: این صفحات نسبت به صفحات استاندارد، هم زمان عمل جراحی را کاهش داده و هم ریسک شکستگی را پایینتر آوردند.

به گفته وی یکی از اهداف این مطالعه بررسی معیارهایی ازجمله ایجاد شکستگی روی صفحه، کاهش تنش روی استخوان (سپرتنشی یا stress shielding) و خارج شدن پیچ از داخل استخوان برای ارزیابی بیومکانیکی طراحی سفارشی پیشنهادی با نام سینوسی بوده است.

نیکوبا اشاره به نتایج طرح افزود: دوره ترمیم ۲ تا ۴ ماه پس از عمل جراحی پیوند گرافت و تثبیت فک است. در دوره ترمیم بر اثر اضافه شدن پیشبار روی صفحه تثبیت کننده، احتمال تثبیت کافی گرافت افزایش یافته است.

وی ادامه داد: در این دوره و دوره پس از ترمیم احتمال رخ دادن پدیده سپرتنشی روی گرافت و همین طور شکسته شدن صفحه تثبیت کننده در مدل بازسازی شد با صفحه نایتینولی نسبت به مدل تیتانیومی کاهش پیدا کرده است.

به گفته این محقق، با افزایش بارگذاری، صفحه تیتانیومی هم از نظر احتمال شکست و هم از نظر احتمال بیرون زدن پیچها نسبت به صفحه نایتینولی به دلیل انعطاف پذیری کمتر، حساسیت بیشتری نشان داده است. پس از دوره ترمیم با اضافه کردن ایمپلنت روی گرافت، احتمال شکست صفحه تثبیت کننده درهردو مدل کاهش و احتمال ایجاد ناحیه کم تنش روی گرافت و پدیده سپرتنشی افزایش خواهد یافت.

وی تصریح کرد: با تغییر گرافت یک تکه به دوتکه و یا افزایش ضخامت صفحه استاندارد، احتمال شکست صفحه و همچنین پدیده سپرتنشی روی گرافت کاهش پیدا کرده است.

دانش آموخته رشته مهندسی پزشکی با بیان اینکه بازار این صفحات تثبیت کننده در ایران و شرکت های داخلی خیلی گسترده نبوده و تنها به پیچ و پلاک های ارتوپدی برای تثبیت فک یا استخوان های جمجمه محدود می شود، افزود: کمپانی های مختلفی این پلاک های ارتوپدی را تولید می کنند؛ اما بازار شرکتهای امریکایی و اروپایی برای این صفحات بازسازی کننده فک بسیار گسترده و فعال است.

به گزارش ایرنا، پلاک های ارتوپدی ابزارهای پزشکی هستنند که برای حمایت از یک ساختار زیستی آسیب‌دیده یا تقویت ساختار در بخشی از بدن مورد استفاده قرار می گیرند. سطح خارجی ایمپلنت‌ها با بافت زنده در تماس بوده و بوسیله مواد بیولوژیک و یا مواد آلیاژی مقاوم در مقابل محیط یونی بدن ساخته می‌شود که در اصطلاح به این دسته از مواد زیست سازگار اطلاق می شود.   پلاک‌ ارتوپدی به طور گسترده برای فیکس کردن شکستگی‌های دیافیز بالاتنه و شکستگی‌های متافیز و مفصلی (آرتیکولار) به کار برده می‌شود.