طباعة العظام بواسطة طابعات ثلاثية الأبعاد
قام فريق بحثيٌ من جامعة نورث وسترن بتطوير حبر قابل للطباعة في الطابعات ثلاثية الأبعاد، يُستعمل لصنعِ عظمٍ صالحٍ للزراعة في جسم المريض ويحفز أيضًا العظم الطبيعي على النمو مجددًا وبسرعة. يمكن لهذا العظم المفرط المرونة( Hyperelastic Bone) أن يُشَكّل بسهولةٍ حسب الطلب،ولعله يصبح يومًا ما مفيدًا جدًا خصوصًا في علاج النقوصات العظمية لدى الأطفال.
لا يمكن وصف عمليات زراعة العظام بالسهلةِ على الإطلاق، وخصوصًا لدى الأطفال، حيث تتصف بكونها عمليات مؤلمة وكثيرة المضاعفات لكل من الأطفال والبالغين، ففي كثير من الأحيان يؤخذ عظم من مكان معين لتتم زراعته في مكان آخر ليعوض نقصاً ما، وهو ما يسبب كثيرًا من المضاعفات والآلام. يمكن استخدام المواد المعدنية لعملية الزرع ولكن لا يمكن اعتبارها علاجًا دائمًا للأطفال في طور النمو.
يقول راميل شاه، وهو المسؤول عن البحث: «فيما يخص وضع إستعاضات معدنية, فإن لدى البالغين خيارات أكثر من الأطفال المصابين. إذا وضعت إستعاضات معدنية دائمة للأطفال، سيتوجب حينئذٍ عليك أن تقوم بعمليات عدة في المستقبل لأنهم في طور النمو، ولذلك فلا بد أنهم سيواجهون سنوات عصيبة.»
مقطع عرضي في عظم فخذ مصنع بطريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد
استعمل راميل شاه وزملاؤه طابعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع «عظم مفرط المرونة -Hyperelastic Bone».المكون الأساسي في مادة العظم الإصطناعي هي هايدروكسيباتيتHydroxyapatite «من مركبات الكالسيوم المشابهه لما يوجد في العظم الطبيعي» والتي تمزج مع بوليمر واحد أو بوليمرين إثنين يستعملان في مجالات الطب والهندسة النسيجية. في هذه التجربة صُنعت العظام المعدة لغرض الزراعة من هذه المادة ومن ثَمَ زُرِعت في فئران وجرذان وقرده، وكانت النتيجة إندماج العظم الاصطناعي مع النسيج العظمي وتحفيز العظم الطبيعي على النمو دون أعراضٍ جانبية. كما قاموا بتعريض عظم مصنوع بهذه الطريقة – على شكل مقطع في عظم الفخذ البشري – الى حمل ووجدوا أن باستطاعته تحمل جهدٍ مماثلٍ لما يتحمله العظم الطبيعي.
ولكَون عملية الطباعة الثلاثية الأبعاد تتم بدرجة حرارة الغرفة، فباستطاعتهم أن يضيفوا بعض المواد مثل المضادات الحيوية إلى حبر الطباعة.يقول شاه: «يمكننا إضافة المضادات الحيوية لتقليل خطر الإصابة بالعدوى بعد العملية، كما يمكننا مزج الحبر مع أنواع مختلفة من عوامل النمو عند الحاجة، والتي تسرع من عملية التجدد والنمو. إنها حقًا مادة متعددة الوظائف.»
إحدى المميزات الكبيرة لهذه المادة قابليتها للتصنيع حسب حاجة المريض وحالته. ففي عمليات زراعة العظام التقليدية، كان لا بد بعد أن يؤخذ العظم من مكان آخر من الجسم أن يُعدّل ويُشكّل ليتناسب تمامًا والمكان المطلوب. الآن باستطاعة الأطباء أن يقوموا بعمل مسح رقمي لجسم المريض و تصنيع عظام ثلاثية الأبعاد باستخدام هذه المادة الجديدة. أو كبديل لذلك يمكنهم بسهولة قطع وتشكيل هذه المادة خلال العملية نفسها– بالنظر لخصائصها الميكانيكية التي تتيح ذلك –مما يوفر لنا السرعة وكذلك يقلل الألم الذي كان مصاحبًا لعمليات زراعة العظام الحية.
إعداد: علي حسين جابر
تدقيق: أسامة القزقي
