درمان آسیبهای زانو: تولید نخستین هیدروژل قابل چاپ در چاپگرهای سه بعدی

پژوهشگران دانشگاه دوک (Duke) یک نوع جدید ماده‌ی چاپ زیستی سه بعدی تولید کرده‌اند که امیدوارند بتوان از آن برای ایمپلنت غضروف بیمارانی با آسیب زانو استفاده کرد. با مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

درمان آسیبهای زانو: تولید نخستین هیدروژل قابل چاپ در چاپگرهای سه بعدی

Feichen Yang، که یکی از پژوهشگران این پروژه است، گفت «ما اولین هیدروژل با قابلیت استفاده در چاپ سه بعدی را توسعه داده‌ایم که مقاومت فشاری (compression strength) و کشسانی (elasticity) غضروف طبیعی را دارد. این ماده به دلیل داشتن مقاومت بالا نامزد خوبی برای جایگزینی منیسک (meniscus) است. »

مقاله‌ی مربوط به این پژوهش در مجله‌ی ACS Biomaterials Science and Engineering به چاپ رسیده است. در این مقاله چگونگی استفاده از ساختارهایی که با تقلید از غضروف‌ها ساخته شده‌اند برای ساخت ایمپلنت‌های سفارشی برای هر بیمار ارائه شده است.

یانگ ادامه داد «بزرگ‌ترین چالش آماده کردن پیش ماده‌های (precursors) هیدروژل بود. برای انجام این کار ما نانورس‌هایی(nanoclay) به پیش ماده‌های ژل اضافه کردیم تا محلولی که خاصیت رقیق شدن برشی (shear-thinning) دارد، تولید شود. خاصیت رقیق شدن برشی به این معناست که ماده به راحتی از دهانه‌ی دستگاه چاپگر سه بعدی جاری شود ولی بعد از خروج به حدی چسبناک شود که امکان جاری شدن نداشته و در شکلی که چاپ شده است باقی بماند.» به نانوذراتی از جنس سیلیکات معدنی لایه ای نانورس می‌گویند.

چالش دیگر بهینه سازی استحکام مکانیکی ژل بود. البته پس از تنظیم سازی دقیق، ماده‌ی ژل نهایی با ویژگی‌های غضروف گاوی مطابقت داشت.

در حال حاضر اعضای این گروه کارآمد بودن این مواد چاپ سه بعدی را با استفاده از یک زانوی پلاستیکی نشان داده‌اند. آن‌ها در یک نسخه‌ی نمایشی از هیدروژل تولیدیشان برای ایجاد یک مدل سه بعدی از منیسک استفاده کرده‌اند. تولید این مدل تنها یک روز به طول انجامید.

یانگ گفت «گام بعدی در این پروژه استفاده از چاپگرهای سه بعدی چند ماده‌ای برای چاپ سه بعدی ژل‌هایی است که در مکان‌های مختلف خاصیت کشسانی متفاوت دارند. در این صورت می‌توان خاصیت ناهمسانگردی منیسک‌های طبیعی را با کیفیت بیشتری تقلید کرد.» «در آینده یک نمونه‌ی بهبود یافته از این مواد پس از گذراندن آزمایش‌های سازمان غذا و داروی آمریکا توسط جراحان برای درمان بیماری‌ها به کار گرفته خواهد شد.»

مقاله‌ی اصلی این پژوهش را اینجا بیابید.


در زمینه‌ی کاربرد چاپ سه بعدی در پزشکی بخوانید:

>>کاربرد چاپ سه بعدی در صنعت، پژوهش و زندگی

>>بازوی Unlimited Tomorrow ، نسل جدید اندام مصنوعی پیشرفته

>>دریافت بازخورد حسی از اندام مصنوعی با ایجاد توهم حرکتی


منبع:digitaltrends

بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک مرجع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *