جراحة الكسور قد تصبح من الماضي.. “مسدس” جديد يطبع العظام الحية مباشرة على الإصابة.

طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة تمثل ثورة حقيقية في عالم جراحة العظام، حيث حولت حلم طباعة عظام جديدة مباشرة داخل جسم المريض إلى واقع ملموس، فبفضل هذا الجهاز المبتكر الذي يشبه مسدس الغراء، يستطيع الجراحون الآن رسم غرسات قابلة للتحلل الحيوي بدقة متناهية على الكسور، وهو إنجاز علمي كبير نشره فريق كوري جنوبي بقيادة جونج سونج لي.

آلية عمل طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة: تقنية البثق بالصهر الساخن

تعتمد بساطة التشغيل على تقنية تُعرف باسم “البثق بالصهر الساخن”؛ حيث تقوم الأداة بتسخين وبثق خليط حيوي يحاكي بنية العظام البشرية وقوتها، ويتكون هذا الخليط من مادتين أساسيتين هما بولي كابرولاكتون (PCL) وهيدروكسي أباتيت (HA)، وتمثل هاتان المادتان أساس نجاح **طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة** في تحقيق التوافق الحيوي المطلوب، وقد تمكن الفريق البحثي من تطوير قضبان من هذا الخليط تذوب عند درجة حرارة 80 درجة مئوية تقريبًا، وهي درجة مثالية لإنشاء هياكل متينة وقادرة على تحمل الأحمال دون التسبب في أي ضرر للأنسجة المحيطة بها.

بفضل التصميم المدمج للجهاز وقدرة الجراح على التحكم اليدوي الكامل بالفوهة، أصبح من الممكن تشكيل الطعم العظمي بشكل فوري ليتناسب مع شكل العيب أو الكسر بدقة فائقة، وهذا يلغي الحاجة إلى القوالب المُعدة مسبقًا أو أوقات التحضير الطويلة، ووفقًا لتصريحات لي، فإن الجراح يستطيع تغيير اتجاه الطباعة وزاويتها وعمقها لحظيًا أثناء العملية، مما يسمح بإنجاز الإجراء بالكامل في غضون دقائق معدودة، وهو ما يقلل من وقت الجراحة ويرفع من كفاءتها بشكل ملحوظ باستخدام طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة.

لماذا تعد طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة الخيار الأكثر أماناً؟

كانت الطرق التقليدية لإصلاح العظام تعتمد بشكل كبير على غرسات معدنية أو أنسجة مأخوذة من متبرعين أو حتى قطع مطبوعة مسبقًا، وكانت هذه الحلول تعاني من قصور واضح؛ فهي لا تستطيع التكيف مع الكسور غير المنتظمة أو الانحناءات المعقدة، كما أن عملية تحضيرها تتطلب أحيانًا استخدام مذيبات ومواد كيميائية قد تبقى آثارها في الجسم، لكن مع ظهور نظام **طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة**، لم يعد هناك داعٍ للقلق بشأن هذه المشكلات، فالطباعة تتم مباشرة داخل الجسم دون ترك أي نفايات، مما يجعلها تقنية أنظف وأسرع بكثير.

أظهرت الاختبارات المعملية أن الخليط المركب المثالي، الذي أطلق عليه تركيبة 50H، يحتوي على نسبة 25% من حمض الهيالورونيك، حيث إن النسب الأعلى كانت تؤدي إلى زيادة هشاشة المادة وانسداد فوهة الطابعة، وأثبت هذا المركب الهندسي متانة فائقة وقدرة على تحمل أكثر من 100,000 دورة ضغط، وهو ما يعادل أسابيع طويلة من المشي والحركة الطبيعية، وتتفوق هذه التقنية على حشوات الجبس التقليدية في جوانب متعددة.

• تتحلل الغرسات المطبوعة وتمتصها عظام المريض بمرور الوقت.
• توفر ملاءمة دقيقة للكسور غير المنتظمة.
• تلغي الحاجة للمواد الكيميائية أو المذيبات الضارة.

دور طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة في مكافحة العدوى وتعزيز النمو

تنطوي جراحات العظام دائمًا على خطر الإصابة بالعدوى بعد العملية، خاصة عند غرس أجسام غريبة، ولمواجهة هذا التحدي، قام فريق البحث بدمج مضادين حيويين شائعين هما فانكومايسين وجنتاميسين ضمن خيوط الطباعة المستخدمة في **طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة**، وعند طباعة الغرسات، يتم إطلاق هذه المضادات الحيوية ببطء وتدريجيًا على مدار عدة أسابيع، مما يغمر موقع الإصابة بعوامل مضادة للعدوى ويمنع نمو البكتيريا، وهذه الاستراتيجية الموضعية لتوصيل الدواء تتفوق على التناول الجهازي للمضادات الحيوية؛ لأنها تقلل من الآثار الجانبية المحتملة وتحد من تطور مقاومة المضادات الحيوية.

لا يقتصر دور هذه المادة الحيوية على مكافحة العدوى فحسب؛ بل إنها تحفز نمو العظام الجديدة بشكل فعال، فقد أثبتت الدراسات المختبرية أنه عند زراعة خلايا جذعية على الهياكل العظمية المطبوعة بواسطة طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة، فإن هذه الخلايا تبدأ في ترسيب الكالسيوم بمعدل أسرع، كما أنها تعبر عن مستويات مرتفعة من الجينات الحيوية المكونة للعظام، مثل الأوستيوبونتين والكولاجين من النوع الأول، مما يسرع عملية الشفاء الطبيعي للعظام.

رغم أن الأبحاث ما زالت في مرحلة الدراسات الحيوانية، فإن الفريق مستعد لبدء التجارب على البشر، ولكن قبل دخول طابعة عظام ثلاثية الأبعاد محمولة إلى المستشفيات، يجب أن يفي الجهاز بمتطلبات التصنيع الصارمة وبروتوكولات التعقيم المعتمدة، وفي حال نجاحها، ستمثل هذه التقنية قفزة نوعية في علاج إصابات الصدمات، والعيوب الخلقية، والكسور المعقدة، مما يقلل من وقت الجراحة وخطر العدوى ويضمن شفاءً أسرع وأكثر طبيعية للمرضى.