فیلم‌های نانومقیاسی که در موسسه فناوری ماساچوست ساخته شده‌اند، می‌توانند با خلق یک پیوند قوی بین کاشت و استخوان بیمار، رشد استخوان را تقویت کنند.
نانوروکش جدیدی برای کاشت مفصل ران
فیلم‌های نانومقیاسی که در موسسه فناوری
ماساچوست ساخته شده‌اند، می‌توانند با خلق یک پیوند قوی بین کاشت و استخوان
بیمار، رشد استخوان را تقویت کنند.
مفصل‌های مصنوعی ران از یک توپ فلزی روی یک میله تشکیل می‌شوند که لگن و
استخوان ران را به هم وصل می‌کنند. این توپ در داخل یک فنجان پلاستیکی که
بدرون گودی مفصل متصل شده است، می‌چرخد. به‌طور مشابه، زانوهای مصنوعی از
بشقابک‌ها و میله‌ای که امکان حرکت استخوان ران و درشت نی را ممکن سازد
تشکیل شده‌اند. برای ایمنی کاشت، جراحان از سیمان استخوانی (پلیمری که
بهنگام سفت شدن شبیه به شیشه می‌شود) استفاده می‌کنند. در بعضی از موارد
این سیمان ترک بر می‌دارد و کاشت از استخوان جدا می‌شود و باعث دردهای مزمن
و از دست رفتن تحرک بیمار می‌گردد.
نانوذرات هیدروکسی آپاتیت در روکش‌های چندلایه‌ای برای تسریع در رشد بافت
استخوانی به‌کار گرفته می‌شوند.
این روکش جدید شامل یک لایه بسیار نازک، از
۱۰۰ نانومتر تا یک میکرومتر، است که از لایه‌هایی از مواد تشکیل شده است که
باعث تقویت رشد سریع استخوان می‌شوند. یکی از این مواد هیدروکسی آپاتیت است
که یکی از مولفه‌های طبیعی استخوان است و از کلسیم و فسفات تشکیل شده است.
این ماده سلول‌های بنیادی مزانشیمی را از مغز استخوان جذب می‌کند و
واسطه‌ای برای شکل‌گیری استخوان جدید ایجاد می‌کند. لایه بعدی یک فاکتور
رشد آزاد می‌کند که باعث تحریک سلول‌های مزانشیمی جهت تبدیل به سلول‌های
تولیدکننده استخوان به نام سلول‌های استخوان‌ساز می‌شود.
همینکه استخوان‌سازها تشکیل می‌شوند شروع به تولید استخوان جدید برای پر
کردن فضای خالی اطراف کاشت می‌کنند و باعث چسبیدن آن به استخوان قبلی شده و
نیاز به سیمان استخوانی را برطرف می‌کنند. داشتن بافت‌های سالم در آن
فضاهای خالی باعث خلق یک پیوند محکم‌تر شده و به‌طور زیادی خطر عفونت‌های
باکتریایی را در اطراف کاشت کاهش می‌دهد.
این پژوهشگران می‌گویند: “هنگامی که از سیمان استخوانی استفاده می‌شود،
فضای مرده‌ای بین استخوان قبلی و میله‌ی کاشت ایجاد می‌شود که در آن رگ‌های
خونی وجود ندارد. اگر باکتری‌ها در این فضا کولونه شوند، شروع به تکثیر
می‌کنند زیرا سیستم ایمنی قادر به رسیدن به آنها و تخریب آنها نیست. چنین
روکشی می‌تواند از بروز چنین اتفاقی جلوگیری کند.”
این گروه می‌تواند ضخامت این فیلم و مقدار فاکتور رشد آزاد شده را با
استفاده از روشی که آرایش لایه- به- لایه خوانده می‌شود کنترل کند که در آن
مولفه‌های مطلوب به صورت لایه‌ای تا جایی که ضخامت و ترکیب دارویی مطلوب
بدست آیند، ایجاد می‌شوند.
این پژوهشگران جزئیات نتایج تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Advanced Materials
منتشر کرده‌اند.
