طوَّر باحثون من جامعة «سونغ كيون كوان» في كوريا الجنوبية أداةً جديدة ترتكز على تعديلات أُدخلت على مسدس الغراء المستخدم في تقنيات الطباعة ثلاثية البُعد، إذ تصبح قادرة على طباعة طعوم عظمية ثلاثية البُعد لإصلاح الكسور والعيوب مباشرةً في أثناء الجراحة.
وتُصنع غرسات العظام عادةً من المعدن أو عظام المتبرّع أو من مواد مطبوعة بتقنية ثلاثية البُعد. ومع ذلك، في حالات كسور العظام غير المُنتظمة، يجب تصميم هذه الغرسات وإنتاجها مسبقاً قبل الجراحة لضمان التركيب المناسب للكسر.
ووفق دراستهم المنشورة في دورية «ديفييس»، اختبر الباحثون الأداة الجديدة لإنشاء غرسات عظمية معقّدة بسرعة في أثناء الجراحة، من دون الحاجة إلى تصنيع مُسبق. وأسهمت جهودهم في تحسين الطعوم المطبوعة لتحقيق مرونة هيكلية عالية، إذ يمكنها إطلاق المضادات الحيوية المضادة للالتهابات، وتعزيز نمو العظام الطبيعي في موقع الجراحة.
في هذا السياق، يقول الأستاذ المُشارك في هندسة الطبّ الحيوي بجامعة «سونغ كيون كوان» وأحد باحثي الدراسة، جونغ سونغ لي: «تُقدّم تقنيتنا المقترحة نهجاً متميّزاً من خلال تطوير نظام طباعة موضعي يُمكّن من تصنيع سقالة عظمية وتطبيقها مباشرةً في موقع الجراحة».
ويضيف: «يسمح هذا بمطابقة تشريحية عالية الدقة حتى مع العيوب غير المُنتظمة أو المعقّدة، من دون الحاجة إلى تحضيرات ما قبل الجراحة».
والطعوم العظمية هي إجراء جراحي يُزرع فيه نسيج عظمي جديد لإصلاح أو إعادة بناء العظام التالفة أو المفقودة. ويعمل الطُّعم على هيئة سقالة لنمو العظام الجديدة، فيُعزّز الشفاء الطبيعي ويُعيد بنية المنطقة المصابة ووظيفتها.
مواد الغراء
تتكوّن المادة المُستخدمة في مسدس الغراء من مكوّنين رئيسيَيْن: هيدروكسيباتيت، وهو المكوّن الأساسي للعظام الذي يعزّز التئام العظام الطبيعية، وبوليمر لدن حرارياً متوافق حيوياً مع الجسم يُسمى بولي كابرولاكتون.
يمكن لمادة بولي كابرولاكتون أن تسيل في درجات حرارة تصل إلى 60 درجة مئوية، وعند تطبيقها باستخدام مسدس الغراء المطوّر، تكون باردة بما يكفي لمنع تلف الأنسجة في أثناء الجراحة، مع قابليتها للتكيُّف مع القنوات الضيقة والمسـنَّنة للعظام المكسورة. كما يمكن للفريق تعديل صلابة الطعوم ومتانتها لتُلائم الحاجات التشريحية المختلفة.
يقول لي: «نظراً إلى صغر حجم الجهاز وسهولة تشغيله يدوياً، يمكن للجراح ضبط اتجاه الطباعة وزاويتها وعمقها في أثناء العملية بشكل فوري».
ويضيف: «أثبتنا أيضاً إمكان إتمام هذه العملية في دقائق. وهذا يبرز ميزة كبيرة لجهة تقليل الوقت وتحسين كفاءة الإجراء في ظل ظروف جراحية حقيقية».
ونظراً إلى أنّ العدوى تمثّل مشكلة شائعة مع الغرسات الجراحية، فقد أدرج الباحثون مركّبي فانكومايسين وجنتاميسين المضادين للبكتيريا في الغراء المستخدم.
ووفق النتائج، نجحت السقالة العظمية في تثبيط نوعين شائعين من البكتيريا المسببة للعدوى بعد الجراحة.
يعلّق لي: «يوفر هذا النهج الجديد فائدة طبية كبيرة مقارنةً بالطريقة التقليدية، إذ يقلّل من الآثار الجانبية ويحدّ من تطوّر مقاومة المضادات الحيوية، مع الحفاظ على حماية فعّالة من العدوى بعد الجراحة».
جرى اختبار الجهاز على كسور شديدة في عظم الفخذ لدى الأرانب، وهي حيوانات تُستخدم لمحاكاة العظام البشرية. وفي 12 أسبوعاً بعد الجراحة، لم يجد الفريق أي علامات عدوى أو نخر، وحقّق نتائج أفضل في تجديد العظام مقارنةً بالطرق التقليدية لعلاج عيوب العظام.
يتابع لي: «صُممت السقالة العظمية ليس فقط للتكامل بيولوجياً مع أنسجة العظام المحيطة، بل أيضاً للتحلّل تدريجياً مع مرور الوقت واستبدال عظام جديدة التكوين بها».
