أهم الأخبار

التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد - الأجهزة الطبية

أحمد المهدي المجدوب | 2022/01/11 على الساعة 15:15

التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد في مجالات الأجهزة الطبية القابلة للزرع

قد يكون من المفيد تىطىع على المقال المنشور بهذه الصحيفة حول المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد، وكذلك المقال السابق.

من الاساسيات في هذا المجال ارتباط تطوير الأجهزة الطبية القابلة للزرع بالطباعة ثلاثية الأبعاد ارتباطًا وثيقًا بتطوير المستوى الطبي وعلوم المواد، وخاصة تطوير المواد الحيوية، وهي تلك المواد التي يمكن استخدامها لتشخيص الأنسجة والأعضاء في الجسم أو علاجها أو إصلاحها أو استبدالها أو تحسين وظائفها، إذ يمكن أن تكون تلك المواد طبيعية أو اصطناعية أو مزيج من الاثنين. يمكن تقسيم المواد الحيوية المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد للأجهزة الطبية القابلة للزرع في جسم الانسان، وذلك وفقا لتخصصها إلى:

مواد بوليمر طبية: وهي أقدم المواد وأكثرها استخداما في مجال الطب الحيوي، ولها تطبيقات في جميع مجالات الطبـ، ويمكن تقسيمها على أساس خصائصها إلى فئتين:

الفئة الاولى غير قابلة للتحلل: وتشتمل على البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبولي فورمالدهيد.

يتمتع هذا النوع من المواد بخصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة، كما يمكن أن يظل مستقرًة لفترة طويلة في بيئة بيولوجية. الفئة الثانية قابلة للتحلل: وتشمل الكولاجين والسليلوز والكيتين.

تتحلل المادة تحت تأثير البيئة البيولوجية، ويتم امتصاص جزء من المنتج المتحلل ويتم التخلص منه جزئيا مع التمثيل الغذائي الطبيعي لجسم الإنسان. تستخدم مواد البوليمر الطبية على نطاق واسع في:

- إصلاح دعامات القلب.
- الأوعية الدموية.
- الأنسجة الرخوة والأنسجة الصلبة.

♦ مواد معدنية طبية: وهي المعادن أو السبائك المستخدمة في المواد الحيوية، والمعروفة أيضا بالمواد المعدنية المستخدمة في عمليات الزرع الجراحية، وتشتمل المستخدمة سريريا بشكل أساسي على الصلب المقاوم للصدأ والتيتانيوم وسبائك التيتانيوم وسبائك الكوبالت والكروم والموليبدينوم والمعادن الثمينة الطبية.

هذا النوع من المواد لديه مقاومة عالية للإجهاد وقوة ميكانيكية، وخصائص ميكانيكية جيدة ومقاومة للتآكل، وتوافق مع الحياة. تستخدم على نطاق واسع في:

- بدائل العظام والمفاصل.
- زراعة العمود الفقري.
- زراعة القلب والأوعية الدموية.

♦ مواد السيراميك الحيوي الطبي: فقد بدأت كمواد طبية حيوية في أوائل القرن الثامن عشر وتم تطبيقها سريريا في الصين في السبعينيات. ينقسم السيراميك الطبي الحيوي إلى السيراميك الخامل بيولوجيًا، والسيراميك النشط بيولوجيًا، والسيراميك القابل للتحلل الحيوي. يشمل السيراميك الألومينا والزركونيا والكربون، وهذه المواد لها هيكل مستقر وقوة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، وخصائص كيميائية مستقرة.

يشمل السيراميك النشط بيولوجيًا الزجاج الحيوي وفوسفات ثلاثي الكالسيوم، اللذين يشكلان روابط كيميائية قوية مع الأنسجة من خلال التفاعلات الكيميائية في الجسم. يمكن للسيراميك الحيوي القابل للتحلل أن يحفز نمو عظام جديدة حيث يمكن امتصاصه في الجسم الحي. يمكن استخدام السيراميك الطبي الحيوي في:

- صنع مفاصل الورك الاصطناعية.
- العظام الاصطناعية.
- الصمامات.

المشكلة الرئيسية للسيراميك الطبي الحيوي في التطبيقات السريرية هي ضعف القوة والمتانة.

♦ مواد مركبة طبية: تتكون من مادتين مختلفتين أو أكثر، وتعمل على تحسين أداء مادة معينة إلى حد كبير، لأنها مركبة من مواد مختلفة، حيث سيكون للمادة المركبة خصائص جديدة وفريدة من نوعها تختلف عن المواد المكونة لها، وقد تكون هذه الخاصية المادية الجديدة مفيدة لجسم الإنسان، أو قد لا تكون مفيدة له، لذلك يجب ألا تحتوي المادة المركبة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية المتوقعة فحسب، بل يجب أن تفي أيضا بمتطلبات الخصائص الميكانيكية الحيوية والتوافق الحيوي. تشمل المواد المركبة الطبية الحيوية:

- الأسمنت العظمي.
- مواد الطلاء.
- الجير الفوسفوري النانوي.

 تُستخدم المواد المركبة الطبية الحيوية على نطاق واسع في إصلاح أو استبدال الأنسجة والأعضاء البشرية أو تعزيز وظائفها وتصنيع الأعضاء الاصطناعية..

♦ مواد مشتقة: تسمى أيضا المواد الحيوية المتجددة، والتي تتكون من أنسجة بيولوجية طبيعية من خلال معالجة خاصة، وهي مواد غير حية. المواد المشتقة بيولوجيًا لها تكوينات ووظائف مماثلة للأنسجة الطبيعية، أو لأنها تحتوي على تركيبة مشابهة للأنسجة الطبيعية، وتلعب هذه المواد دورًا رئيسيا في صيانة واستبدال العمليات الديناميكية البشرية. تُستخدم على نطاق واسع في:

- صمامات القلب الاصطناعية.
- أقنعة الجلد.
- ترميم العظام.
- ترميم الأوعية الدموية.

في الوقت الحالي، بدأ البحث في تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد للطب الحيوي، وقد تم تحقيق العديد من الإنجازات في مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد الطبية، وخاصة في مواد هندسة الأنسجة، ومع ذلك لا تزال تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد الطبية الحيوية وموادها مجالا ناشئا، ولا تزال العديد من الأبحاث في المرحلة الأولية.

بعون الله سيكون المقال التالي حول التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد في مجالات الأجهزة الطبية القابلة للزرع داخل جسم الانسان.

م. احمد المهدي المجدوب

كلمات مفاتيح : علوم وتكنولوجيا،
لا تعليقات على هذا الموضوع
آخر الأخبار
إستفتاء
ما التقييم الذي تسنده لـ"السقيفة الليبية" (بوابة ليبيا المستقبل الثقافية)
جيد جدا
جيد
متوسط
دون المتوسط
ضعيف
كود التحقق :
+
إعادة
لمتابعة ليبيا المستقبل