محققان کره جنوبی و ایالات متحده یک دستگاه همانند به «تفنگ چسب» گسترش داده‌اند که می‌تواند پیوندهای استخوانی زیست‌تخریب‌پذیر را به طور سه‌بعدی و مستقیماً در محل شکستگی یا نقص استخوانی در میانه عمل جراحی چاپ کند. این فناوری می‌تواند برای ساخت ایمپلنت‌های کاملاً شخصی‌سازی‌شده منفعت گیری شود و خطر عفونت بعد از عمل را افت دهد.

بر پایه گزارش نیواطلس، این دستگاه که نسخه‌ای اصلاح‌شده از یک تفنگ چسب معمولی است، برای چاپ در دمای پایین طراحی شده تا به بافت‌های زنده اطراف صدمه نرساند. «کارتریج» یا «چسب» این تفنگ، از یک کامپوزیت خاص ساخته شده است؛ در این کامپوزیت پلی‌کاپرولاکتون (یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر که به گفتن داربستی پایدار برای استخوان صدمه‌دیده عمل می‌کند) و هیدروکسی‌آپاتیت (ماده‌ای معدنی که به‌طور طبیعی در استخوان انسان یافت می‌شود و به رشد سلول‌های استخوانی تازه پشتیبانی می‌کند) وجود دارد.

تفنگ چسب برای پیوند استخوان

داربست چاپ‌شده توسط این دستگاه به‌طور بیولوژیکی با بافت استخوان اطراف یکپارچه می‌شود و به مرور زمان از بین می‌رود و جای خود را به استخوان تازه‌شکل‌گرفته می‌دهد.

یکی از با اهمیت ترین مزایای این فناوری، قابلیت ترکیب مستقیم آنتی‌بیوتیک‌ها (همانند وانکومایسین و جنتامایسین) با این کامپوزیت است. این کار به آزادسازی موضعی و موثر دارو در محل جراحی منجر می‌شود که به‌طور مؤثر از عفونت‌های سپس از عمل جلوگیری می‌کند و نیاز به مصرف آنتی‌بیوتیک‌های خوراکی و خطر مقاومت آنتی‌بیوتیکی را افت می‌دهد.

محققان دانشگاه سونگ‌کیون‌کوان توضیح خواهند داد: «فناوری ما رویکردی نزدیک از سیستم‌های چاپ مرسوم اراعه می‌دهد و به‌صورت لحظه‌ای منفعت گیری از یک داربست را مستقیماً در محل جراحی مقدور می‌کند.»

از آنجایی که این دستگاه جمع‌وجور و دستی است، جراح می‌تواند در لحظه، جهت، زاویه و عمق چاپ را تنظیم کند تا یک تطابق آناتومیکی زیاد دقیق، حتی در نقص‌های پیچیده و نامنظم، تشکیل شود. این فرایند که تنها در عرض چند دقیقه تکمیل می‌شود، زمان عمل جراحی را به‌طور چشمگیری افت می‌دهد.

محققان این فناوری را روی مدل‌های حیوانی (خرگوش) با یک نقص استخوانی بزرگ که به‌طور طبیعی قابل ترمیم نبوده است، آزمایش کردند. نتایج بعد از ۱۲ هفته با روش سنتی منفعت گیری از «سیمان استخوانی» قیاس شد.

گروهی که داربست چاپ‌شده را دریافت کرده بودند، نتایج زیاد بهتری در پارامترهای ساختاری همانند سطح استخوان، ضخامت قشر استخوان و مقاومت در برابر پیچش نشان دادند. این به معنی بهبودی مؤثرتر و یکپارچگی بهتر استخوان می بود و هیچ نشانه‌ای از التهاب غیرطبیعی یا صدمه بافتی در اطراف محل چاپ مشاهده نشد. با وجود نتایج زیاد امیدوارکننده، این فناوری تا این مدت برای تبدیل‌شدن به یک ابزار استاندارد در اتاق‌های عمل به زمان نیاز دارد.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Device انتشار شده است.