استفاده از چاپ سه بعدی به جای آنتی بیوتیک برای کاهش عفونت
- مجموعه: اخبار پزشکی
- تاریخ انتشار : جمعه, 21 خرداد 1400 22:48
به گزارش باشگاه خبرنگاران به نقل از مدیکال اکسپرس، محققان دانشگاه ناتینگهام انگلیس با استفاده از یک فرآیند چاپ سه بعدی جدید، کشف کرده‌اند چگونه می‌توان قطعات مصنوعی بدن و سایر دستگاه‌های پزشکی را با عملکرد داخلی که دارای فرم و دوام بهتری هستند، تنظیم کرد در حالی که خطر عفونت باکتریایی را همزمان کاهش دهد.
دکتر ینگفن هه، در این باره می‌گوید: بیشتر دستگاه‌های پزشکی تولید انبوه قادر به پاسخگویی کامل به نیاز‌های منحصر به فرد و پیچیده کاربران خود نیستند. به همین ترتیب روش‌های چاپ سه بعدی تک ماده دارای محدودیت‌های طراحی هستند که نمی‌تواند یک دستگاه سفارشی با چندین عملکرد بیولوژیکی یا مکانیکی تولید کند؛ اما برای اولین بار با استفاده از یک تکنیک چاپ سه بعدی چند ماده‌ای به کمک رایانه، ما نشان می‌دهیم که ترکیب عملکرد‌های پیچیده در یک دستگاه مراقبت‌های بهداشتی سفارشی برای تقویت رفاه بیمار امکان پذیر است.
امید است که فرآیند طراحی ابتکاری بتواند برای چاپ سه بعدی هر دستگاه پزشکی که به اشکال و عملکرد‌های قابل تنظیم نیاز دارد، اعمال شود. به عنوان مثال این روش می‌تواند برای ایجاد یک اندام یا مفصل مصنوعی برای جایگزینی انگشت یا پای از دست رفته بیمار برای بهبود راحتی و دوام پروتز یا برای چاپ قرص‌های سفارشی حاوی چندین دارو معروف به پلی پیل، بهینه سازی شده و برای رهاسازی در بدن در توالی درمانی از قبل طراحی شده مورد استفاده قرار گیرد.
جمعیت سالخورده جهان در حال افزایش است که این امر منجر به تقاضای بیشتری برای تجهیزات پزشکی در آینده می‌شود استفاده از این تکنیک می‌تواند سلامت افراد مسن را بهبود بخشیده و بار مالی دولت را کاهش دهد.
برای این مطالعه محققان از الگوریتم رایانه‌ای برای طراحی و ساخت پیکسل به پیکسل اشیاء چاپ شده سه بعدی ساخته شده از دو ماده پلیمری با سختی متفاوت استفاده کردند که از تجمع بیوفیلم باکتری نیز جلوگیری می‌کند. با بهینه سازی سختی از این طریق، آن‌ها با موفقیت به قطعات سفارشی و اندازه‌ای دست یافتند که انعطاف پذیری و مقاومت لازم را ارائه می‌دهند.
به عنوان مثال در جایگزینی مفصل انگشت مصنوعی فعلی از هر دو قسمت سیلیکونی و فلزی استفاده می‌شود که سطح استانداردی از مهارت را به فرد ارائه می‌دهد در حالی که هنوز به اندازه کافی سفت و سخت است تا بتواند در استخوان کاشته شود. با این حال به عنوان یک نشانگر برای مطالعه، تیم قادر به چاپ سه بعدی مفصل انگشت با ارائه این نیاز‌های دوگانه در یک دستگاه بود در حالی که همچنین می‌توانست اندازه و قدرت آن را به گونه‌ای تنظیم کند که نیاز‌های بیمار را برآورده سازد.
به طرز هیجان انگیزی با کنترل سطح اضافه شده، تیم توانست سبک جدید چاپ سه بعدی خود را با چند ماده مقاوم در برابر باکتری و عملکرد زیستی انجام داده و به آن‌ها امکان کاشت و مبارزه با عفونت را که ممکن است حین و بعد از جراحی رخ دهد، بدون استفاده از دارو‌های آنتی بیوتیک دهد.
این تیم همچنین از روش جدید توصیف با وضوح بالا (۳D orbitSIMS) برای نقشه برداری سه بعدی از شیمی ساختار‌های چاپی و آزمایش پیوند بین آن‌ها در سراسر قسمت استفاده کرد. این مشخص کرد که در مقیاس‌های بسیار کوچک این دو ماده در رابط‌های خود با هم ترکیب می‌شوند که نشانه اتصال خوب است.
قبل از تجاری سازی این روش محققان قصد دارند کاربرد‌های بالقوه آن را با آزمایش بر روی مواد پیشرفته‌تر با قابلیت‌های اضافی مانند کنترل پاسخ‌های ایمنی و ارتقاء پیوست سلول‌های بنیادی گسترش دهند.
