تعمیرگاه ستفیکس
به سرپرستی دانشمند ایرانی ابداع می شود

ایمپلنت هوشمندی که به جوش دادن ستون فقرات کمک می نماید

ایمپلنت هوشمندی که به جوش دادن ستون فقرات کمک می نماید

تعمیرکار: پژوهشگران ˮدانشگاه پیتسبرگˮ به سرپرستیˮامیر علویˮ دانشمند ایرانی تلاش می کنند ایمپلنت هوشمندی ابداع کنند که به جوش دادن ستون فقرات کمک می نماید.


به گزارش تعمیرکار به نقل از ایسنا و به نقل از نوروساینس نیوز، جوش دادن ستون فقرات که اتصال دو مهره به یکدیگر است، می تواند طیف گسترده ای از اختلالات ستون فقرات را درمان کند. پژوهشگران دانشکده مهندسی "دانشگاه پیتسبرگ"(University of Pittsburgh) تلاش می کنند ایمپلنت های هوشمند چاپ سه بعدی را مخصوص هر بیمار بسازند که به عنوان سنسوری برای نظارت بر بهبود ستون فقرات عمل می کنند.
"امیر علوی"(Amir Alavi)، دانشمند ایرانی این پروژه که لابراتوار او موسوم به "iSMaRT Lab"، این پژوهش را سرپرستی می کند، اظهار داشت: ایمپلنت های هوشمند می توانند یک بازخورد زیستی را در لحظه عرضه کنند و مزایای درمانی و تشخیصی بسیاری دارند اما ادغام مدارهای حجیم یا منابع برق با ایمپلنت های کوچک، بسیار چالش برانگیز است. راهکار این است که از ماتریکس ایمپلنت به عنوان یک محیط سنجش فعال و برداشت انرژی استفاده کنید. این همان چیزی است که ما روی آن متمرکز شده ایم.
لابراتوار iSMaRT، گروه جدیدی از فرامواد مکانیکی چندمنظوره را توسعه داده است که به عنوان سنسورهای خود عمل می کنند و اطلاعات مهمی را در مورد فشار و تنش های وارده بر ساختار خود ثبت و ارسال می کنند. این فرامواد خودآگاه که "متا تریبومتریال"(meta-tribomaterials) نامیده می شوند، قدرت خودرا تولید می کنند و می توان از آنها برای طیف گسترده ای از کاربردهای مربوط به سنجش و نظارت بهره برد.
این ماده به شکلی طراحی شده است که تحت فشار، الکتریسیته تماسی بین ریزلایه های رسانا و دی الکتریک آن رخ می دهد و نوعی بار الکتریکی به وجود می آورد که اطلاعاتی را در مورد وضعیت ماتریکس مواد می فرستد. بعلاوه، این ماده بطور طبیعی قابلیت تنظیم مکانیکی فوق العاده متامواد استاندارد را نیز دارد.
نیروی تولیدشده با بهره گیری از مکانیسم نانوژنراتور تریبوالکتریک داخلی، نیاز به منبع انرژی مجزا را از بین می برد و یک تراشه کوچک، داده های مربوط به فشار را ثبت می کند که یک شاخص مهم برای بهبودی است. سپس، داده ها را می توان با بهره گیری از یک اسکنر قابل حمل، بصورت غیرتهاجمی خواند.
روش پیشنهادی نه فقط از نظر قابلیت های حسی منحصربه فرد است، بلکه از یک ماده بسیار قابل تنظیم تولید شده است که می توان آنرا بر طبق نیازهای بیمار سفارشی سازی کرد.
علوی اظهار داشت: محفظه های مخصوص جوش دادن ستون فقرات، به شکل گسترده در جراحی های ستون فقرات استفاده می شوند اما آنها به طور معمول از تیتانیوم یا پلی اتراترکتون با خواص مکانیکی ویژه ساخته می شوند.
سفتی محفظه هایی که ما ابداع کرده ایم، به آسانی قابل تنظیم کردن است. این ایمپلنت را می توان برمبنای آناتومی خاص بدن بیمار، قبل از جراحی با روش چاپ سه بعدی ساخت که موجب می شود بسیار طبیعی تر باشد.
پژوهشگران تلاش می کنند در مراحل بعد، این دستگاه را روی مدلهای حیوانی به کار بگیرند. از آنجائیکه این ماده به صورتی باورنکردنی قابل تنظیم و مقیاس پذیر است، طراحی سنسور هوشمند می تواند در آینده با خیلی از کاربردهای پزشکی دیگر مانند استنت های قلبی-عروقی یا اجزای جایگزین زانو و مفصل ران سازگار شود.
علوی اظهار داشت: این اولین ایمپلنت در نوع خود است که از پیشرفت ها در نانوژنراتورها و فرامواد، برای ایجاد قابلیت چندمنظوره در بافت ایمپلنت های پزشکی استفاده می نماید. این پیشرفت، نقش مهمی در آینده دستگاه های کاشتنی خواهد داشت.
این پژوهش، در مجله "Advanced Functional Materials" به چاپ رسید.




منبع:

1401/04/07
09:13:49
5.0 / 5
224
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۵
SetFix تعمیرکار