زراعة مفاصل صناعية بتكنولوجيا الطباعة الثلاثية الأبعاد
٤ يونيو ٢٠١٦
يمكن للذين يعانون من آلام في الركبة أوالمفاصل أوتلف في العظام أو في الطبقة السطحية للغضروف، أن يستبدلوا مفاصلهم بأخرى صناعية تصمم لهم حسب الطلب والقياس عبر تكنولوجيا الطباعة الثلاثية الأبعاد.
إعلان
يعاني بعض الناس من مشاكل في الركبة وفي المفاصل، فيتعذر عليهم المشي والحركة والانحناء بصورة طبيعية. التكنولوجيا الحديثة وجدت حلا لهذه المشكلة واستطاع العلماء بالتعاون مع الأطباء تصنيع مفاصل صناعية حسب الطلب.
فقد ذكر الدكتور تيلو جون من مستشفى فستاند في برلين لـDW أن "أكثر الحالات شيوعا التي تتطلب استبدال المفاصل هي الإصابة بمرض هشاشة العظام، بالإضافة إلى مرض تخلخل العظام الذي يمكن أن يحدث في مرحلة مبكرة أو متأخرة مرتبطة بتقدم العمر".
ويمكن عبر التكنولوجيا الجديدة استبدال مفاصل جميع المرضى المصابين بتلف في العظام، أو مفاصل المصابين في الطبقة السطحية للغضروف خاصة بعد تعرضهم لحوادث. وكذلك في الحالات التي يصعب فيها إعادة الغضروف لطبيعته أو عندما لا يؤدي العلاج إلى وضع حد للألم بعد عمليات الترميم بسبب خلل في الفخذ، فيكون المصابون بحاجة إلى زراعة مفصل اصطناعي، كما أضاف الدكتور تيلو جون.
التكنولوجيا الحديثة ساعدت الكثير من المصابين وتجد حلا طبيا مناسبا لهم. بياتريس دانيل كانت تعاني من عدم القدرة على المشي بصورة طبيعية بعد إصابة مفصل ركبتها. ولم تصدق بياتريس أنه سيكون بإمكانها أن تمشي بصورة طبيعية من جديد، ولكن بعد حصولها على مفصل ركبة صناعي حسب قياسات رجلها تمكنت من ذلك. وقالت بياتريس متحدثة لـ DW :"المفصل الجديد يعمل بشكل رائع. وليس هناك أية مشكلة. لم أشعر أبدا بأي شيء غريب في جسمي. كل شيء يعمل كما كان".
عملية زراعة المفصل الجديد نجحت مع بياتريس. ولكن على الأطباء أولا وقبل القيام بالعملية إجراء تصوير طبي دقيق للركبة. وأخذ صور للركبة على شكل طبقات محورية وتخزينها في برنامج خاص. ثم يقوم البرنامج بتحويل البيانات إلى نموذج ثلاثي الأبعاد للركبة والمفصل.
مفاصل صناعية مثالية
وبعد التأكد من النتائج ترسل البيانات إلى الولايات المتحدة لتقوم طابعة ثلاثية الأبعاد خاصة هناك بتصنيع مفصل مماثل تماما. وتعمل الطابعة على تصنيع المفصل الصناعي طبقة تلوى الأخرى.
فوائد مدهشة للطباعة الثلاثية الأبعاد !
تعرض طائر الطوقان "الكوستاريكي" المُسمى بـ"غريسيا" لاعتداء من قبل مجموعة من الصبية فَقَد على إثره الجزء الأعلى من منقاره. غير أن تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد ساعدت على تزويده بمنقار جديد.
صورة من: picture-alliance/dpa/Rescate Animal Zoo Ave/H. A. Rivera
لن تتمكن طيور الطوقان من التغريد دون منقار، وطوال عام كامل لم يصدر أي صوت تغريد من قبل الطائر "غريسيا"، أما الآن فقد اختلف الأمر وبدأ الطائر بالتغريد. يعود الفضل في ذلك إلى تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد التي شكلت منقار طائر الطوقان "غريسيا" اعتماداً على منقار لطائر مشابه له كان قد مات.
صورة من: picture-alliance/dpa/Rescate Animal Zoo Ave/H. A. Rivera
مجموعة صبية هم من حطموا منقار طائر الطوقان المسمى بـ "غريسيا"، ولإعادة المنقار إلى سابق عهده فحصه الأطباء بجهاز التصوير الطبقي المحوري ومن ثمَ صنعوا نموذجاً طبق الأصل وقد استخدم هذا النموذج لتشكيل منقار الطائر باستخدام التقنية الثلاثية الأبعاد.
صورة من: Getty Images/AFP/Ezequiel Becerra
يدعى هذا الطفل الفرنسي ذو الستة أعوام "مكسينس"، وقد ولدَ دون يده اليمنى. وهاهو الآن يستعيض عنها بهذه اليد الصفراء والحمراء الجديدة المصنوعة بواسطة تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، ومما يجدر ذِكره أن تكلفة صناعة هذه اليد لم تتجاوز الخمسين يورو.
صورة من: J. Pachoud/AFP/Getty Images
هذه الكلبة من كلاب شوارع إيطاليا فقدت طرفيها الأماميين إثر حادث، وقد قرر أصحابها الجُدد المقيمين في مدينة "رافنسبورغ" مساعدتها لتعاود نشاطها فقاموا بصنع كرسي متحرك بواسطة تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد...وقد نجحوا بمسعاهم هذا.
صورة من: picture-alliance/dpa/F. Kästle
تعيش الكلبة المسماة بـ "لويزا" برفقة كل من "مانويل توشي" و "بترا راب"، وكلاهما منشغل بتطوير تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد. قام ابنهما وصديقته بتصميم حاملة منطقة الصدر، وإذا ما كبرت الكلبة "لويزا" فإنها ستحصل على حاملة جديدة لمنطقة الصدر بواسطة تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد.
صورة من: picture-alliance/dpa/F. Kästle
صُنِعت هذه الأجزاء لتعويض وا\ستبدال الأجزاء التالفة من الجمجمة بواسطة تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، تماماً كما حدث مع منقار طائر الطوقان "غريسيا" تمت عملية إعداد الطبعة الأولية بواسطة جهاز الأشعة السينيية الثلاثي الأبعاد. وهذا بدوره سيسمح بالحصول على طبعة في غاية الدقة.
صورة من: DW/F. Schmidt
تتم عملية الزرع باستخدام مسحوق "الهيدروكسيل" الذي يسمح للعظام غير الأصيلة بالاندماج مع العظم الحقيقي. وبمرور الوقت يعود العظم الحقيقي للنمو، بينما يتآكل العظم الاصطناعي.
صورة من: caesar/3mat
لم يعد صنع نموذج تقليدي من الأسنان الاصطناعية بالأمر الصعب، اليوم يتم تشكيل نموذج السنان بواسطة جهاز التصوير الطبي المحوري، ترسل الصورة إلى المختبر وفي غضون أيام تحصل على طرد بريدي يحتوي على أسنانك الاصطناعية الجديدة.
صورة من: DW/F. Schmidt
لم يستفد طب أمراض القلب كما في الفروع الطبية الأخرى من تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، رغم أنه من الممكن استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في تصوير القلب، والأوردة، والشرايين، والشعيرات الدموية، إلا أن فائدة هذا التصوير لربما ستقتصر على ميدان العلوم.
صورة من: DW/F.Schmidt
يعمل المعهد الفرنسي للصحة والبحوث الطبية على استزراع خلايا فردية اعتماداً على التقنية الثلاثية الأبعاد، وهو هدف يسعى لتمكين المرضى من الشفاء من أمراض نقص المناعة، كما يهدف في مراحله المتقدمة إلى إنتاج خلايا هيكلية، إضافة إلى إنتاج أجهزة وأعضاء يُمكن أن تُزْرَعَ في جسم الإنسان.
صورة من: Reuters/R. Duvignau
10 صورة1 | 10
ولكن قبل إعطاء الموافقة على زراعة مفصل جديد يترتب على الأطباء فحص المريض جيدا ومعرفة الأمراض التي يعاني منها. وفي هذا الصدد يقول الدكتور تيلو جون لـDW:" لو كان لدينا مريض فسأقوم بفحصه أولا للتأكد من عدم إصابته بمرض هشاشة العظام في منطقة الركبة". وعند ذلك ستكون طريقة علاجه مختلفة.
من مميزات التقنية الجديدة هو أن المادة العظمية التي يجب إزالتها في المفصل أقل بكثير مقارنة بعمليات العلاج التي كانت تُجرى في السابق، كما أوضح البروفيسور بيرند ديتريش كاتهاغن أخصائي جراحة العظام. وأضاف البروفيسور الألماني لـDW: "العظام لها ارتفاع وعرض وسماكة وعندما أخذ مفصلا جاهزا لا يكون العرض والسماكة مناسبين دائما. كذلك ليس لدينا مفاصل تكون مناسبة جيدا من حيث السطح الخارجي". بينما الطريقة الجديدة تعمل على تصنيع مفصل مناسب حسب قياسات ركبة المصاب. وحتى مستلزمات العملية تجري طباعتها أيضا عبر تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، وهو ما يوفر الوقت للعملية ويسبب نزيفا وآلاما أقل.
ولكن لا توجد دراسات علمية طويلة الأمد تبحث نتائج المفاصل الصناعية، كما الطرق العلاجية الجديدة الأخرى. ويتوقع البروفيسور كاتهاغن أن تنجح التكنولوجيا الحديثة في تطوير مفاصل صناعية مثالية خلال عشر سنوات.