جيدة وجديدة

بدائل الطباعة الحيوية للأربطة التالفة

مثل معظمنا ، ربما تقوم بطباعة الوصفات أو بطاقات الصعود على متن الطائرة من وقت لآخر ، ولكن هل فكرت يومًا في طباعة بدائل للأربطة التالفة أو المصابة في جسمك؟

باستخدام طابعة بيولوجية ثلاثية الأبعاد مصنوعة يدويًا تم تجميعها بأقل من 3 دولار من مكونات جاهزة ، تعمل كريستينا سالاس ، عالمة جامعة نيو مكسيكو ، على تطوير طريقة لإنشاء أربطة مصنوعة حسب الطلب تكون جيدة مثل الجديد.

الأربطة عبارة عن أشرطة صلبة ومطاطة من الألياف تربط العظام ببعضها البعض وتثبت المفاصل. لكنها يمكن أن تتلف وتمزق - ويشتهر بصعوبة إصلاحها.

يقول سالاس ، الأستاذ المساعد في قسم جراحة العظام وإعادة التأهيل بجامعة UNM وفي كلية الهندسة: "نحن الآن نوعًا ما في مرحلة التحقيق". حصلت مؤخرًا على منحة قدرها 150,000 ألف دولار لمدة عامين من المعاهد الوطنية للصحة والتي ستمكنها من قضاء المزيد من الوقت في بحثها.

جاءت هذه الجائزة كمكمل لجائزة UNM للعلوم السريرية والمتحولة ، كما يقول ريتشارد س.

يقول لارسون: "يجلب الدكتور سالاس الخبرة من مجالات متعددة للتعامل مع مشكلة مستمرة في جراحة العظام". "إن لعملها إمكانات حقيقية لتحسين نوعية الحياة للعديد من المرضى الذين يعانون من إصابات في الأربطة."

تحدث تمزق الأربطة بشكل شائع مع الإصابات الرياضية ، وكذلك من الحوادث أو البلى الناتج عن التقدم في السن. قد تلتئم الأربطة - ببطء - ولكن في كثير من الحالات ، يلزم إجراء إصلاح جراحي.

يقول سالاس: عندما يقوم الجراحون بـ "إصلاح" تمزق في الرباط ، فإن ما يفعلونه حقًا هو حصاد طول من الأوتار من مكان آخر في الجسم. يقومون بحفر ثقوب في العظام المجاورة ، ثم يقومون بربط نهايات الوتر من خلالها وتثبيتها.

من المفترض أن يعمل الوتر المزروع كبديل للرباط الممزق. لكنها تقول إن الأوتار لا تعادل الأربطة ميكانيكيًا: فهي تتمدد ، ويمكن أن يتسبب ذلك في الكثير من عدم الاستقرار في المفصل.

يقول سالاس إن آخرين حاولوا تطوير أربطة اصطناعية بنجاح محدود. كانت إحدى العقبات الرئيسية تتمثل في معرفة كيفية ربط الأربطة بالعظام بشكل آمن.

تعتقد سالاس أنه قد يكون لديها حل. وقالت: "ما ركزنا عليه هو تطوير سقالة للتجديد المشترك".

لديها العديد من براءات الاختراع المعلقة بتقنية تقوم فيها طابعة حيوية ثلاثية الأبعاد بالتناوب مع جهاز يسمى بالمفتاح الكهربائي للحقل القريب والذي يمكنه إنشاء ألياف طويلة متناهية الصغر تحاكي ألياف الكولاجين في الأربطة.

يتناوب الجهازان ، في منصة واحدة ، في بناء "سقالة" من المواد القابلة للتحلل الحيوي والتي تعد نسخة طبق الأصل من العظام المجاورة والأربطة التي تربطها. مع الألياف المحصورة بين الطبقات المتناوبة من العظام المترسبة بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد ، يتم إنشاء اتصال محكم لمفصل مستقر.

ثم يتم "زرع" السقالة بالخلايا الجذعية التي تتكاثر وتتطور إلى الهيكل العظمي والرباط المتشابك الفريد للمفصل الأصلي. بالنسبة للجراح ، سيكون من السهل عندئذ تطعيم المفصل الجديد في نهايات العظام الموجودة.

يأمل سالاس أن تسمح منحة المعاهد الوطنية للصحة الجديدة بتطوير نموذج أولي وظيفي مناسب للتسويق. إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها ، فقد يأتي وقت يأتي فيه مريض مصاب بإصابة في المفاصل لإجراء مسح ضوئي ثلاثي الأبعاد والذي سيتم ترجمته بسرعة إلى جزء بديل مخصص للطباعة حسب الطلب - وسيكون ذلك خبرًا جيدًا للجميع.