اختصاصی بسپار/ انقلابی در دنیای پزشکی: چاپ سه‌بعدی دریچه قلب زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است همه‌چیز را تغییر دهد
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا (Georgia Tech) و دانشگاه اِموری (Emory University) موفق به ساخت یک دریچه قلب به‌روش چاپ سه‌بعدی شده‌اند که از بسپارهای زیست‌تخریب‌پذیر ساخته شده است. این فناوری نوآورانه که به‌عنوان یک «تغییر الگوواره» در علم پزشکی توصیف می‌شود، می‌تواند انقلابی در درمان بیماری‌های قلبی ایجاد کند و نیاز به جراحی‌های مکرر برای تعویض دریچه قلب را به‌طور چشمگیری بکاهد.
چرا این فناوری اهمیت دارد؟
به‌عنوان مثال بیش از پنج میلیون نفر در ایالات متحده هر ساله به بیماری دریچه قلب مبتلا می‌شوند. اگر این بیماری‌ها درمان نشوند، ممکن است عواقب مرگباری به دنبال داشته باشند. در حال حاضر، تعویض یا ترمیم دریچه تنها راه‌حل‌های موجود هستند که اغلب نیازمند چندین جراحی متوالی، به‌ویژه برای کودکان، هستند.
دکتر اسکات هالیستر، رئیس بخش فناوری‌های کودکان در Georgia Tech، درباره‌ی این چالش می‌گوید:
«یکی از بزرگ‌ترین مشکلات در درمان کودکان این است که با رشد آن‌ها، اندازه دریچه‌های قلبشان نیز تغییر می‌کند. این موضوع باعث می‌شود آن‌ها نیاز به جراحی‌های مکرر برای تعویض دریچه داشته باشند.»
اما این فناوری جدید این مشکل را با ایجاد یک امکان خارق‌العاده حل می‌کند: رشد طبیعی بافت دریچه قلب در داخل بدن بیمار. به این ترتیب، دیگر نیازی به جراحی‌های مکرر برای جایگزینی دریچه نخواهد بود.
فناوری زیست‌تخریب‌پذیر چگونه کار می‌کند؟
دریچه‌های قلب جدید از ماده‌ای به نام پلی(گلیسرول دودکان‌دیوات) یا به اختصار PGD ساخته شده‌اند. این ماده ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی دارد:
- کشسانی زیاد برای تحمل تغییر شکل‌های زیاد
- زیست‌تخریب‌پذیری در بازه زمانی شش تا ۱۲ ماه
- ویژگی حافظه‌شکلی که به آن اجازه می‌دهد در دمای بدن به فرم نهایی خود بازگردد
- زیست‌سازگاری برای حمایت از رشد بافت‌های بدن
این ویژگی‌ها نه‌تنها موجب می‌شوند که دریچه‌ها به‌خوبی در بدن بیمار عمل کنند، بلکه پس از مدتی به‌طور کامل در بدن جذب شده و با بافت طبیعی جایگزین می‌شوند. این فرایند، نیاز به جراحی‌های بعدی برای تعویض دریچه را از بین میبرد.
چرا چاپ سه‌بعدی؟
استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی در تولید این دریچه‌ها، به دلیل قابلیت فوق‌العاده‌ی این روش در ساخت کاشتینه‌های منحصربه‌فرد برای هر بیمار است. با توجه به تفاوت‌های فردی در ساختار قلب بیماران، به‌ویژه در کودکان، چاپ سه‌بعدی می‌تواند بر اساس داده‌های تصویربرداری، دریچه‌ای کاملا مناسب برای هر فرد تولید کند.
هالیستر در این‌باره می‌گوید:
«چاپ سه‌بعدی این امکان را فراهم می‌کند که دریچه‌ها بر اساس نیازهای خاص هر بیمار طراحی شوند و ساختارهای پیچیده‌ای مانند اتصالات دریچه به قلب به‌سادگی تولید شوند.»
گامی بزرگ برای کودکان، امیدی برای آینده
هرچند این فناوری ابتدا برای کاربردهای درمانی برای کودکان طراحی شده است، اما پژوهشگران معتقدند که در آینده‌ای نه‌چندان دور می‌تواند به درمان بیماران بزرگسال نیز تعمیم داده شود.
مراحل آزمایش و تاییدیه‌های قانونی
توسعه فناوری‌های پزشکی معمولا مسیری طولانی و پرهزینه است. در حال حاضر، این گروه پژوهشی در حال آزمایش دوام فیزیکی این دریچه‌ها با استفاده از مدل‌های محاسباتی و آزمایش‌های آزمایشگاهی است.
آزمایش‌های انجام‌شده شامل:
- شبیه‌سازی عملکرد قلب برای تطبیق شرایط واقعی کارکرد اندام‌های بدن
- آزمون‌های دوام مکانیکی که دریچه را در برابر میلیون‌ها چرخه‌ی ضربان قلب آزمایش می‌کند
روند دریافت تاییدیه‌های قانونی برای این نوع وسایل پزشکی می‌تواند دست‌کم هشت سال به طول بیانجامد. با این حال، این احتمال وجود دارد که این فناوری تحت برنامه‌های نوآورانه سازمان غذا و داروی آمریکا زودتر به‌کار گرفته شود.
دریچه قلب چاپ سه‌بعدی زیست‌تخریب‌پذیر نه‌تنها می‌تواند کیفیت زندگی بیماران را به‌طور چشمگیری بهبود بخشد، بلکه امکان کاهش هزینه‌های درمانی و نیاز به جراحی‌های مکرر را نیز فراهم می‌کند. این فناوری به‌ویژه برای کودکان مبتلا به بیماری‌های قلبی می‌تواند یک امید بزرگ باشد و آن‌ها را از درد و رنج جراحی‌های متعدد نجات دهد.
اگرچه هنوز تا استفاده گسترده از این فناوری در درمان‌های بالینی زمان زیادی باقی مانده است، اما آنچه مسلم است این است که این نوآوری می‌تواند آینده‌ی درمان‌های قلبی را برای همیشه تغییر دهد.
