استفاده از ایمپلنت ها در جراحی های استخوان و مفاصل امروزه کاربرد وسیعی دارد. هرچند ایمپلنت های امروزی بسیار پیچیده تر و پیشرفته تر از انواع قدیمی هستند، اما هنوز هم راه هایی وجود دارد که بتوان از طریق آنها این ایمپلنت ها را تکامل و اتصال و یکپارچگی آنها با بدن را بهبود بخشید.

پژوهشگران آمریکایی به تازگی موفق به ابداع فناوری جدیدی شده اند که طی آن می توان با استفاده از یک پوشش پروتئینی ارتباط میان ایمپلنت های تیتانیومی جایگزین مفصل را با استخوان بیمار تقویت کرد. این ارتباط قوی با دستکاری سیگنال هایی که سلول های خود بدن از آن ها برای تقویت رشد استفاده می کنند، به ایمپلنت ها اجازه می دهد تا در بدن بیمار بیشتر دوام بیاورند.

پژوهشگران برای برقراری ارتباط بیشتر میان ایمپلنت ها و استخوان اطراف، آنها را با پروتئین های مهندسی شده که نقش ماده اتصال سلولی خود بدن، فیبرونکتین، را تقلید می کنند، پوشانده و مدل های مختلف چیدمان پروتئین ها را آزمایش کردند.
آنها دریافتند ایمپلنت هایی که با مجموعه پروتئین های "دسته گلی" شکل پوشانده می شوند، نسبت به ایمپلنت های پوشانده شده با تک رشته یا جفت رشته های پروتئین 50درصد بیشتر با استخوان اطراف ارتباط برقرار می کنند.

در حال حاضر ایمپلنت هایی که در استخوان کار گذاشته می شوند، تنها از تیتانیوم خالص بوده و پوشش پروتئینی ندارند؛ در حالی که قرارگیری ایمپلنت های پوشانده شده با پروتئین به روش خوشه ای در جای خود، بیش از دو برابر ایمن تر از ایمپلنت های بدون پوشش است.

این ماده که با الهام از بیولوژی بدن ساخته شده، موجب افزایش رشد استخوان در اطراف ایمپلنت می شود و اتصال و یکپارچگی ایمپلنت را با استخوان اطراف بهبود می بخشد.

این پژوهش همچنین برای نخستین بار نشان می دهد بیو ماده هایی که دارای توالی بیولوژیک بوده و در مقیاس نانو به شکل خوشه ای کنار یکدیگر قرار می گیرند، سیگنال های اتصال سلولی را تقویت می کنند.

این سیگنال های تقویت شده موجب تمایز بیشتر سلول های بنیادی انسان به سلول های استخوانی و بهبود یکپارچگی ایمپلنت های بیو ماده ای با استخوان می شود. آندره گارسیا، استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه جورجیا تک و موسسه مهندسی بیولوژیک و علوم زیستی پتی، می گوید:" با خوشه بندی قطعات مهندسی شده فیبرونکتین ما توانستیم سیگنال تقویت شده ای را برای جذب اینتگرین ها فراهم کنیم. این رسپتورها به فیبرونکتین  متصل شده و ساخت استخوان را در اطراف ایمپلنت، هدایت و تقویت کردند."

پژوهشگران همچنین قدرت ثابت ماندن ایمپلنت ها در استخوان را با اندازه گیری میزان فشاری که لازم بود تا آنها را از استخوان خارج کند، مورد ارزیابی قرار داده و مشاهده کردند ایمپلنت هایی که با ساختاری متشکل از 3 یا 5 رشته پروتئین مهندسی شده پوشانده شده اند، نسبت به ایمپلنت های پوشانده شده با پروتئین های تک رشته یا جفت رشته ثبات مکانیکی بیشتری (به میزان 250 درصد) دارند.

این فناورینوین و جزئیات کامل آن در شماره18 آگوست مجله Translational Medicine Science به چاپ رسیده است.

در جایگزینی کامل مفصل زانو و لگن،ایمپلنت ها معمولا حدود 15سال دوام می آورند و پس از آن اجزای جایگزین شده فرسایش یافته یا شل می شوند. این مسئله برای بسیاری از بیماران جوان تر به معنای انجام جراحی مجدد برای جایگزینی مفصل مصنوعی اول است. با در نظر گرقتن این نکته که تنها در سال 2004 میلادی در ایالات متحده 712هزار عمل جایگزینی کامل مفصل زانو و لگن انجام شده که 40درصد بیماران آن 45ساله یا جوان تر بودند، اهمیت افزایش دوام مفاصل تیتانیومی و خلق ارتباط بهتر میان این مفاصل با استخوان طبیعی آشکار می شود.

منبع: ماهنامه نسخه