پژوهشگران علوم پزشکی در کشور اسپانیا می گویند با استفاده از سلول های بنیادی ، شیوه جدیی برای ساخت اعضای مصنوعی زیستی قابل پیوند ارائه داده اند. محققین عنوان می کنند این شیوه می تواند به طور گسترده ای خطر پس زنی عضو اهدا شده را کاهش دهد.
نيتينول در قلب، دندان و استخوان
يكي از مهمترين تركيبات بين فلزي نيتينول (NiTi) است. اين ماده مهمترين تركيب از خانواده آلياژهاي
هوشمند (آلياژ نيكل- تيتانيم) بوده و داراي خواص بسيار ويژه اي است كه آن را از ساير مواد حتي از ساير تركيبات بين فلزي متمايز ميكند. NiTi شامل نسبتهاي مساوي از نيكل و تيتانيم است و گاهي اوقات عناصر ديگري براي تنظيم خواص به آن اضافه ميشوند. خواص و ويژگيهاي NiTi
در مجموعه ويژگيهاي NiTi خواص منحصر به فردي از جمله حافظهپذيري و سازگاري با محيط بدن به چشم ميخورد كه آن را از ساير مواد متمايز كرده و كاربردهاي خاصي را براي اين تركيب به همراه آورده است. بهطور كلي ميتوان خواص و ويژگيهاي NiTi را به صورت زير بيان كرد:
* سوپر الاستيسيته (حافظه مكانيكي): تغيير شكل الاستيكي محض
* حافظه حرارتي: بازيابي شكل ماده بعد از حرارت ديدن
* پلاستيسيته غيرطبيعي: قابليت خمش بالاي ماده بدون شكست يا خستگي
* سازگاري با محيط بدن: مقاومت در برابر خوردگي بالا و هم زيستي عالي با محيط بدن
* مقاومت سايشي خوب و رفتار تريبولوژي ايدهآل
خواص NiTi بهطور قابل ملاحظهاي با كار مكانيكي و در حين عمليات حرارتي قابل بهبود است. چندين پارامتر براي بهبود اين خواص عمده وجود داردكه مهمترين آنها عبارت است از:
1- تركيب شيميايي
2- ميزان كار سرد
3- پارامترهاي عمليات حرارتي
خواص مكانيكي NiTi به حالت فازي آن در يك دماي معين بستگي دارد. NiTi در دماهاي مختلف ميتواند به صورت مارتنزيتي يا آستنيتي حاضر شود. در هر يك از اين حالتها NiTi رفتار مكانيكي متفاوتي را نشان ميدهد. حتي مقاومت الكتريكي و قابليت جذب صدا نيز با تغيير دما تغيير ميكند.
همچنين با توجه به نمودار تنش-كرنش براي اين آلياژ (شكل 2 ) نمي توان مقدار دقيقي را براي مدول يانگ آن گزارش كرد. در حقيقت چندين مدول يانگ را ميتوان برحسب نمودار تنش-كرنش اين آلياژ به دست آورد. اما نكته مهمتر اين است كه هيچ كدام از اين اعداد كاربرد محاسباتي ندارند (براساس الاستيسيته خطي). علت اين امر اين است كه محدوده تغييرات تنش در نمودار تنش- كرنش بين 1 تا 8 درصد داراي مدول يانگي نزديك به صفر است و بدتر از آن، اينكه اين مقدار در هنگام بارگذاري و عدم بارگذاري متفاوت است. تنها راه براي دستيابي به يك مقدار قابل استناد از اين مشخصه (مدول يانگ) استفاده از روشهاي المان محدود براي انتگرال گيري از يك ويژگي هيستروزين غيرخطي پتانسيل خوردگي است. مجموعه خواص NiTi بهطور خلاصه در جدول 1 آورده شده است.
رفتار حافظهپذيري تركيب بين فلزي NiTi
معرفي آلياژهاي حافظهدار
آلياژهاي حافظهدار يا SMA1ها موادي هستند كه خصوصيات حافظهپذيري دارند. چنانچه يك آلياژ حافظهدار مقداري تغيير شكل دهد و سپس تا دمايي بالاتر از دماي تغيير شكلش گرم شود، ميتواند به شكل اوليه خود باز گردد. دماي تغيير فرم، دماي تبديل فاز آستنيت به مارتنزيت و بالعكس است. اين دو فاز، داراي خواص كاملا متفاوتي هستند.
اولين گامهاي گزارش شده به سمت كشف اثر حافظهپذيري به سال 1930 بر ميگردد. اولاندر و همكارانش رفتار سوپرالاستيك آلياژ Au-Cd را در سال 1932 كشف كردند. مورادين و گرينگر در سال 1938 ، تشكيل و ناپديد شدن فاز مارتنزيت را با كاهش و افزايش دماي آلياژ Cu- Zn مشاهده كردند. پديده اصلي اثر حافظهپذيري كه با رفتار ترموالاستيك فاز مارتنزيتي كنترل ميشود، بهطور گسترده اي در يك دهه بعد توسط كردجامو در سال 1949، ونيز توسط چانگ و ريد در سال 1951، گزارش شد.
معرفي برخي آلياژهاي حافظهدار
- آلياژهاي تيتانيوم/ نيكل مثل نيتينول (Nitinol ) و تينل (Tinel )
- آلياژهاي آلومينيوم / روي / مس
- آلياژهاي نيكل / آلومينيوم / مس
- آلياژ كادميوم / نقره
- آلياژ كادميوم / طلا
- آلياژ قلع / مس
- آلياژ روي / مس
- آلياژ تيتانيم / اينديم
- آلياژ آلومينيوم / نيكل
- آلياژ آهن / پلاتين
- آلياژ مس / منگنز
- آلياژ آهن / منگنز / سيليسيم
اصول حافظهپذيري تركيب NiTi
علت اصلي رفتار سوپرالاستيك و حافظهدار شدن يك استحاله برگشت پذير حالت جامد (استحاله مارتنزيتي) است. در
حاليكه همين دگرگوني براي انواع فولادهاي معمولي غيربرگشت پذير است. بنابراين نيروي محركه تغيير فاز، تحت تبريد نسبت به دماهاي بحراني و نيز نقشهاي مكانيكي به شمار ميروند. رفتار منحصر بهفرد NiTi براساس تغيير شكل فازي وابسته به دماي آستنيت به مارتنزيت در مقياس اتمي است. بر اين اساس حافظهپذيري را تغيير شكل مارتنزيتي ترمو الاستيك نيز مينامند. اين تغيير شكل كه باعث بازيابي شكل ميشود، نتيجه نياز ساختار شبكه كريستالي به تطابق با كمترين حالت انرژي براي دماي داده شده است. در NiTi تشابههاي نسبي بين دو فاز منجر به يك تغيير شكل بسيار منظم ميشود، تا جايي كه تغيير مكان اتمهاي منفرد دقيقا قابل پيشبيني خواهد بود و سرانجام منجر به تغيير شكل در مقياس ماكروسكوپي ميشود.
آلياژ حافظهدار NiTi در دو ساختار كريستالي وابسته به دماي متفاوت ميتواند وجود داشته باشد ، مارتنزيت (در دماهاي پايين تر) و آستنيت (در دماهاي بالاتر يا فاز مادر). بسياري از خواص NiTi مارتنزيت و NiTi آستنيت كاملا با هم فرق دارند. زمانيكه NiTi مارتنزيت حرارت داده
ميشود، شروع به تبديل به آستنيت ميكند. دماي آغاز اين پديده، دماي شروع آستنيت (As ) ناميده ميشود. دمايي كه اين پديده كامل ميشود دماي پايان آستنيت (Af ) است. زمانيكه NiTi آستنيت سرد ميشود شروع به تبديل شدن به مارتنزيت ميكند، دماي شروع اين پديده را دماي شروع مارتنزيت (Ms) و دماي تكميل اين پديده را دماي پايان مارتنزيت (Af) مينامند. از نقطه نظر كاربردي، NiTi سه شكل مختلف ميتواند داشته باشد: مارتنزيت، مارتنزيت حاصل از تنش (سوپر الاستيك ) و آستنيت. دماهاي بحراني تغيير فاز به شدت به نوع بارگذاري و كار مكانيكي انتخاب شده وابسته است. شكل3 تغيير حالتهاي متالوژيك NiTi را تحت بارگذاري و تغيير دما نشان ميدهد. شكل4 نيز خاصيت حافظهپذيري را با تغيير دما نشان ميدهد. وقتي كه ماده در شكل مارتنزيت است، نرم و انعطافپذير است و به آساني ميتواند تغيير شكل پيدا كند (چيزي شبيه مفرغ نرم (تركيب سرب و قلع )). NiTi در حالت مارتنزيت يك ماده سوپر الاستيك و بسيار كشسان است (مثل لاستيك) ، در حاليكه NiTi آستنيت كاملا سخت و محكم است (مثل تيتانيم). در واقع NiTi داراي هر دوي اين خواص است و حالت ثابت آنها بستگي به دمايي دارد كه ماده استفاده ميشود.
بايد توجه داشت كه كار سرد رفتار مكانيكيNiTi را ارتقا ميدهد و دماي استحاله را كاهش ميدهد. به عنوان مثال يك ماده كار سرد شده نسبت به ماده اي كه كمتر كار سرد روي آن انجام شده اصطلاحا قدري سردتر است. هر ماده كار سرد شده، براي داشتن سوپرالاستيسيته يا حافظهدار شدن بايد از قبل عمليات حرارتي شود.
برنامه ريزي (حافظهدار كردن) تركيب NiTi
استفاده از خاصيت سوپر الاستيك يا حافظه يك طرفه NiTi براي يك كاربرد ويژه نياز به قالبگيري يك تكه NiTi به شكل مطلوب دارد. سپس يك عمليات حرارتي ويژه انجام ميشود تا نمونه به شكل نهايي خود در آيد. عمليات حرارتي مذكور در مورد هر دو شكل سوپر الاستيك و حافظهدار NiTi مشابه است. پارامترهاي موثر بر عمليات حرارتي ( دما و زمان كافي ) براي هماهنگ كردن شكل و خواص قطعه مورد نياز هستند. اين پارامترها معمولا براي هر قطعه دلخواه بايد بهطور تجربي تعيين شوند. بعضي از انواع سريع سرد كردن مثل كوانچ در آب يا سرد كردن سريع در هوا ترجيح داده ميشوند. دو نوع دستورالعمل (SME يا SIM) جهت آموزش حافظه دو طرفه ميتواند مورد استفاده قرار گيرد. در SME نمونه تا زير Mf سرد ميشود و به شكل دلخواه در آورده ميشود. سپس تا دمايي بالاتر از Af گرم ميشود و اجازه داده ميشود تا شكل آستنيتي خود را به دست آورد. اين روش 30-20 بار تكرار ميشود تا روش كامل شود. اكنون نمونه شكل برنامهريزي شده خود را با سرد كردن زيرMf و هر شكل ديگري را با گرم كردن بالايAf به خود ميگيرد. در SIM ، نمونه درست بالاي دماي Ms خم ميشود تا متغيرهاي مرجع مارتنزيت حاصل از تنش توليد شود و سپس تا دماي زير Mf سرد ميشود. با گرم كردن بعدي تا بالاي دماي Af نمونه شكل آستنيتي اصلي خود را ميگيرد.
كاربردهاي تركيب NiTi در مهندسي پزشكي
NiTi به دليل داشتن خواص ويژه اي چون حافظهپذيري ، سازگاري با محيط بدن و سوپر الاستيسيته ، بيشترين كاربرد را در
صنايع پزشكي دارد.
كاربرد NiTi براي مصارف پزشكي اولين بار در سال 1970 گزارش شد. در اوايل 1980 اين نظريه بيشتر مورد توجه محققين قرار گرفت و در اواسط 1990كاربردهاي ارتودنسي و بيشتر اورتوپدي آزمايشگاهي براي اين ماده افزايش يافت. تلاشهاي اوليه براي بهره برداري از پتانسيل NiTi به عنوان يك ماده ايمپلنت توسط جانسور و آلكلندري نيز در سال 1988 انجام شد.
در واقع NiTi به عنوان يك بيومتريال جذاب شناخته شده است و اين به دليل خاصيت حافظهپذيري و سوپر الاستيسيته آن است كه خواص كاملا جديدي در مقايسه با آلياژهاي فلزي معمولي هستند.
تركيب NiTi در حالت كاملا آستينتي، عموما خواص مناسبي براي كاشتهاي مربوط به عمل جراحي دارد. يكي از خواص استثنائي كه در كاشتهاي مربوط به عمل جراحي ميتواند مفيد باشد ويژگي جذب ارتعاشات مكانيكي است. NiTi در دماي كمتر از As داراي قابليت جذب ارتعاش بالا و تقليل ارتعاشات مكانيكي است. به عنوان مثال چنانچه يك توپ NiTi در حالت مارتنزيتي از يك ارتفاع معيني سقوط كند، ارتفاعي كه بالا ميآيد كمي بيشتر از نصف ارتفاعي است كه يك توپ NiTi در در حالت آستنيتي
بالا ميآيد. از نقطه نظر اورتوپدي اين خاصيت ميتواند مناسب باشد، به عنوان مثال براي تعديل كردن تنش ماكزيمم بين استخوان و اندام مصنوعي مفصلي. مدول الاستيك پايين NiTi (كه بيشتر نزديك به مدول الاستيك استخوان است تا هرماده ايمپلنت ديگر) ميتواند در كاربردهاي ويژه مزايايي داشته باشد. NiTi داراي خواص انعطاف پذيري و خستگي منحصر به فرد و همچنين مقاومت سايشي بسيار بالايي است كه مربوط به تغيير شكل مارتنزيتي آن است. اين خواص در ايمپلنتهاي ارتوپدي مناسب هستند. NiTi يك آلياژ غير مغناطيسي است، لذا عكسبرداري MRI را نيز ممكن ميسازد.
براي كاربردهاي بيو مواد اورتوپدي، دو خاصيت مهم، استحكام (مكانيكي) و واكنش پذيري (شيميايي) مهم است. معمولا دو كاربرد مكانيكي اساسي براي ماده و طراحي ايمپلنت وجود دارد. تنشهاي كاري از لحاظ ايمني بايد پايين تر از استحكام تسليم ماده باشند و در تنشهاي دورهاي، تنش كاري بايد كمتر از حد خستگي در نظر گرفته شود. همانطور كه در شكل5 نشان داده شده، خواص مكانيكي تركيب بين فلزيNiTi بسيار نزديك به بافتهاي بدن است. از طرفي سازگاري خوب اين ماده با محيط بدن و حافظهپذيري آن منجر به كاربردهاي بسيار وسيع NiTi در صنايع
پزشكي شده است كه در ادامه به برخي از اين كاربردها اشاره شده است.
پليتهاي استخوان
پليتهاي استخوان براي كمك به جوش خوردن استخوانهاي آسيب ديده و شكسته شده استفاده ميشوند. شكل6 پليتهاي فيكس كردن استخوان شكسته را نشان ميدهد. طرز كار اين پليتها به اين صورت است كه ابتدا پليتهاي NiTi روي محل شكستگي گذاشته ميشوند و با اعمال فشار خفيفي استخوانهاي آسيب ديده در كنار هم قرار ميگيرند كه اين امر منجر به تسريع فرايند جوش خوردن استخوان ميشود. پس از چندين روز تنش اعمالي حذف شده و محل شكستگي ديگر تحت فشار نخواهد بود. استفاده از NiTi براي تهيه پليتهاي استخواني در مقايسه با تيتانيوم و فولادهاي ضدزنگ بسيار مناسب تر است. زيرا آلياژ نيكل- تيتانيم به كار رفته در پليتهاي استخواني، ابتدا در پتانسيل خوردگي تا زير دماي بحراني سرد شده و سپس در محل شكسته فيكس ميشوند. زماني كه حرارت بدن به اين پليتها منتقل شده و دماي آنها به دماي بدن ميرسد، NiTi شروع به كم كردن فشار بار پتانسيل خوردگي اعمالي تعبيه شده در محل شكستگي ميكند در حاليكه اين فشار در پليتهاي از جنس فولاد زنگ نزن و تيتانيومي ادامه مييابد.
فيلترهاي لخته خوني
يكي از كاربردهاي NiTi در فيلترهاي لخته خون است. در اين كاربرد، شبكههاي بسيار ريزي از جنس NiTi از طريق سرخرگ يا سياهرگ به داخل وريد تزريق ميشود تا لختههاي خوني مزاحم را به دام بيندازند. شكل 7 فيلترهاي لخته خون را نشان ميدهد. همانطور كه در سمت چپ شكل ديده ميشود اين ميلههاي بلند با سرد كردن در محلول سالين به صورت بسته شده حفظ ميشوند. با وارد شدن اين ميلهها به بدن، در اثر حرارت بدن و افزايش دما فيلترها در رگها باز شده و عمل فيلتر لختههاي خون را انجام ميدهند. شكل باز شده فيلترها در سمت راست شكل 7 نشان داده شده است.
استنت2
استنت وسيله اي براي درمان بيماري انسداد شرائين قلب است. از جمله محلهاي مورد استفاده از استنتها در
سرخرگ، سياهرگ، رگهاي خوني، مجاري صفراوي و مري است. در شكل 8 تصويري از استنت مشاهده ميشود. براي نصب استنت در داخل عروق ابتدا فاز مارتنزيتي از شكل اصلي به حالت متراكم شده تبديل و پس از قرار دادن در محل مورد نظر به شكل خود بر ميگردد. اين وسيله در يك شكل دفرمه وارد ميشود و با رسيدن به دماي بدن منبسط ميشود تا شريانها را باز كند و جريان خون را افزايش دهد. استفاده از تركيب NiTi در ساخت استنت به دليل حافظهپذيري و سازگار بودن اين تركيب با محيط بدن است. همانطور كه پيش از اين نيز اشاره شد اين دو ويژگي منحصر به فرد تركيب NiTi باعث شده تا كاربردهاي بسيار زيادي در صنايع پزشكي داشته باشد.
ماهيچههاي رباتيك
تلاشهاي زيادي صورت گرفته تا بتوان به وسيله تجهيزات مكانيكي، اعضاي متحرك بدن را بازسازي كرد. راه حلهاي زيادي براي حل اين مشكل توسط علم رباتيك ارائه شده است؛ از جمله استفاده از ماهيچههاي كنترل شونده به وسيله فشار هوا، مواد پيزوالكتريك يا آلياژهاي حافظهدار. در اين ميان بهكارگيري آلياژ حافظهدار نيكل-تيتانيوم به عنوان ماهيچههاي رباتيك، مورد هدف بسياري از محققين در نقاط مختلف دنيا است.
ساير كاربردهي پزشكي
از جمله ساير كاربردهاي NiTi در سيمهاي دنداني و اورتودنسي است. در مقايسه با فولادهاي زنگ نزن،NiTi براي
كاربردهاي دندانپزشكي بسيار مناسب تر است. زيرا NiTi مانند فنر عمل كرده و يك نيروي مداوم و ملايم (در مقابل فشار ناراحت كننده و متناوب فولادهاي زنگ نزن) را به كار ميگيرند تا دندانهاي تغيير يافته را اصلاح كنند. ساخت ابزار و وسايل جراحي نيز از جمله كاربردهاي ديگر اين تركيب است. شكل 9 نمونه اي از اين كاربردها را نشان ميدهد.
مراجع
[1] T. Duerig, A. PELTON, An overview of nitinol medical applications, Materials Science and Enginieering ( 1999) pp. 451.
[2] J. L. Murray, Phase Diagrams of Titanium Alloys, ASM International (1987) pp. 197.
[3] L. Jiang, B. Rong, Effect of hydroxyapatite coating on nickel release of the porous NiTi shape memory alloy fabricatred by SHS, Surface Coating & Technology (2006) pp. 798.
[4] H. Ghu, Chang, L. Lin, P. Wang, Fabrication and properties of porous NiTi shape memory alloys for heavy load-bearing, Medical Application,material Processing Technology (2005) pp. 765.
[5] B. Yuan , C.Y. Chung, M. Zhu, Microstructure and martensitic transformation behavior of porous NiTi shape memory alloy prepared by hot isostatic pressing processing, Materials Science and Engineering A 382 (2004) pp. 181.
[6] T. Duerig, A. Pelton, D. Stockel, An overview of nitinol medical applications, Materials Science and Engineering A273-275 (1999) pp. 149.
[7] B. Li, Y. Rong and V.E. Gjunter, Electric resistance phenomena in porous Ni-Ti shape-memory alloys produced by SHS, Scripta Materialia, Vol. 44 (2001) pp. 823.
[8] C. Greiner, M. Scott, and D. Dunand, High strength, low stiffness, porous NiTi with superelastic properties, Acta Biomaterialia, Vol. 1(6) (2005) pp. 705.
[9] E. Hornbogen, V. Mertinger, and D. Wurzel, Microstructure and tensile properties of two binary NiTi-alloys, Scripta Materialia, Vol. 44(1) (2001) pp. 171.
[10] Z. Lekston, J. Drugacz and H. Henryk, Application of superelastic NiTi wires for mandibular distraction, Materials Science and Engineering A, Vol. 378(1-2) (2004) pp. 537.
[11] S. Mandl, PIII treatment of Ti alloys and NiTi for medical applications, Surface and Coatings Technology, Vol. 201(15) (2007) pp. 6833.
[12] K. Johansen, H. Voggenreiter, and G. Eggeler, On the effect of TiC particles on the tensile properties and on the intrinsic two way effect of NiTi shape memory alloys produced by powder metallurgy, Materials Science and Engineering A, Vol. 273 (1999) pp. 410.
[13] C.L. Yeh, and W.Y. Sun, Synthesis of NiTi intermetallics by self-propagating combustion, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 376(1-2) (2004) pp. 79.
[14] A. Takasaki, Mechanical alloying of the Ti-Ni system, Physica Status Solid a-applied research, Vol. 169 (1998) pp. 183.
[15] X. Han, W. Zou, R. Wang, S. Jin, Z. Zhang, T. Li, and D. Yang, Microstructure of TiNi shape-memory alloy synthesized by explosive shock-wave compression of Ti-Ni powder mixture, Journal of Materials Science, Vol. 32 (1997) pp. 4723.
[16] http://www.mnemoscience.com
شكل 1- دياگرام تعادلي Ni-Ti و موقعيت تركيب NiTi
شكل 2- نمودار تنش-كرنش نيتينول در مقايسه با فولاد
جدول 1- مجموعه خواص NiTi
شكل3- تغيير وضعيت NiTi تحت بارگذاري در دماهاي مختلف
شكل4- ايجاد خاصيت حافظهپذيري NiTi با تغيير دما
شكل5 - نمودار تنش-كرنشNiTi در مقايسه با بافتهاي بدن
شكل6- پليتهاي فيكس كردن استخوان شكسته
شكل 7- فيلترهاي لخته خون در حالت باز و بسته
شكل8- تصويري از استنت ( باز كننده رگهاي مسدود شده )
شكل 9- ساير كاربردهاي NiTi
بیومتریال های ایمپلنت شده در دیواره شکم
یکپارچگی بیومتریالهای ایمپلنت شده در دیواره شکم:فرآیند شکلدهی اثر زخم و پاسخ ماکروفاژهای بزرگ
رفتار دو بیومتریال پلی ترا فلورو اتیلن(PTFE) و پلی پروپیلن(PP) مورد مطالعه قرار گرفته است که برروی پاسخ ماکروفاژها نسبت به ایمپلنت ها تاکید شده است.وهمچنین شکل نهایی فرآیند شکلدهی اثر زخم.برای 24 حیوان پروتز دیواره شکم به گونه ای که همه لایه های ناحیه 6cm*5cm را در برگیرد به کار برده شده است.
سطح تماس با اندرون صفاق ،بافت لایه زیر پوستی و بافت ماهیچه گیرنده تشکیل میشود.
روش های فنی که به کار گرفته شده ،میکروسکوپ الکترونی ، میکروسکوپ نوری، وروش های ایمونوهیستوکمیکال است که مورد اخیر استفاده از پادتن های مشتق شده از سلولهای منفرد مخصوصا برای تک هسته ای های خرگوش میباشد.
باتوجه به نتایجی که به دست آمده معلوم شده است که :
1- هنگامی که PTFEدر هردوشکل زیر پوستی و پرده صفاق به صورت کپسول درآورده میشود ساختارPL به آن اجازه میدهد که با بافتهای جبرانی بوسیله بافتهای منظم رابط یکپارچه شود.
2- پاسخ ماکروفاژها بر اساس حضور ماکروفاژ های مشخص شده تعیین میشود که نشاندهنده یک الگوی متشابه برای هردو بیو متریال است و
3- رشد عروق درPLمنفذدار خیلی زیاد است در حالیکه پروتزهای PTFE هیچگونه تغییری در عروق را تحمل نمی کنند.
پرو تزهای شانه:
تعویض مفصل شانه شامل 2 مرحله است.1-قسمت بازو 2-گلنوئید که مثل ی ک توپ توی گودال عمل میکند مانند دیگر مفاصل بدن .پیدا کردن طراحی های جدید برای بهینه کردن حرکات و کاهش دادن فرسایش در طول زمان یکی از بزرگترین چالشها در سالهای اخیر بوده است.
طراحی های اولیه گاهی همراه با ناپایداری و نرم شدن مفاصل اند (در طول زمان) که این مهمترین پیچیدگی تعویض کامل مفصل شانه است.
طراحی های جدید توسط HHS (بیمارستان جراحی های مخصوص) اجزای گلنوئید را دربر میگیرد و شامل 2تا شعاع انحنا میشود که احتمال جابجایی را کاهش میدهد و این مشکلی است که در طراحی های موجود در بازار وجود دارد.
برای این طرح میتوان از مواد متفاوتی مه در تعویض مفاصل استفاده میشوند استفا ده کرد که شامل آهن و پلی اتیلن اند
پروتزهای انگشت :
پروتز مفصل انگشت از دو پیچ (میخ) هیدروکسی آپاتیت استحکام پیدا کرده برای محکم شدن در کنار استخوان انگشت تهیه شده است.یک صفحه لغزنده میانی از پلی یورتان بین پین ها وجود دارد وبرای حرکات واسته بینشان مفید است.پیچها همدیگر را از بین لایه میانی که ممکن است به یکی از پیچ ها بواسطه تکیه گاه های مقعر و محدب محکم شود، با یکدیگر جفت میشوند تا حرکات هدایت شده در صفحات قابل ارتجاع را بوجود آورند.
پروتزهای مفصل آرنج:
پروتز های قابل استفاده در مفاصل ، به خصوص مناسب برای مفصل آرنج ، شامل قسمت اول و قسمت دوم میباشندکه هر کدام شامل ساقه ای است که قابل کاشت در استخوان میباشد.
قسمت اول دارای یک نوک است که انتهای آن اساسا کروی شکل است، بخش بالایی شکاف میخورد و یک سوراخ متقاطع در آن ایجاد میشود.قسمت دوم یک جزء سردرگیر است که شامل یک برآمدگی دیسک مانند است که در شکاف بخش بالایی قسمت اول قرار میگیرد.سوراخ متقاطع در قسمت برآمده با سوراخ سرجزء اول همتراز است و یک پین برای جفت شدن اییندو در سوراخها قرار داده شده است.سر درگیر جزء دوم شامل بازوهای تاشویی است که به سر توپی شکلقسمت اول در طرف دیگر شیار متصل میشود.قطر سوراخ روی برآمدگی جزء دوم از نظر قطر بزرگتر از قطر پین های کار گذاشته شده در آن نقطه است.که این به قسمت دوم اجازه میدهد در امتداد قسمت اول بلغزد وبخش پایانی کروی سر جزء اول هنگامیکه لغزشها و جنباندنها اتفاق می افتد روی شانه های قسمت دوم قرار میگیرد به جای اینکه برروی پین ها نیرو وارد کند.
گونه و چانه هم مصنوعي شد
جراحی زیبایی چانه با هدف ایجاد یک چانه محکم تر استوارتر وزیباتر به کار می رود. معمولا نیمی از این نوع جراحی به تنهایی صورت می گیرد و گاهی این جراحی با یک جراحی زیبایی دیگر مثل جراحی بینی انجام می شود. این جراحی معمولا به صورت سرپایی یا در اتاق جراحی بیمارستان صورت می گیرد. جراحی معمولا با بی حسی موضعی و تسکین صورت می پذیرد و همان روز بیمار می تواند بیمارستان را ترک کند. این جراحی حدودا 30 تا 60 دقیقه طول می کشد.
در طول عمل جراحی، جراح یک ایمپلنت با سایز و اندازه مناسب برای فک انتخاب کرده تا شکل صورت بهبود یابد و آن را داخل یک کیسه و در جلوی استخوان آرواره قرار می دهد. یک شکاف برای جایگذاری این کیسه که حاوی ایمپلنت است در دهان ایجاد می شود. گاهی نیز شكاف در زير چانه قرار داده مي شود. گاهي پس از عمل جراحي چانه بسته مي شود تا حركت كمتري داشته باشد. بخيه ها در مدت 5 تا 7 روز برداشته مي شوند اگر شكاف ايجاد شده در داخل دهان باشد بخيه ها حل مي شوند. فرد ممكن است در محل جراحي به مدت چند روز احساس سختي در جويدن داشته باشد. به دليل اين كه چانه سخت و در تماس با دندان ها است، دندان ها مانند حالت عادي كار نمي كنند و دهان به اندازه حالت عادي باز نمي شود، مخصوصا اگر جراحي از طريق شكاف داخل دهان (لب داخل بالايي) انجام شده باشد.
پس از عمل جراحي، خطوط سياه و آبي در اطراف چانه و گردن ديده خواهند شد. چانه حداقل تا 2 هفته بي حس خواهد بود (گاهي تا 6 هفته). گاهي نیز بي حسي آن تا 6 ماه ادامه مي يابد.
آموزش برای افرادی که تحت جراحی قرار گرفته اند
1- براي مدت يك هفته بين دندان ها را نباید تميز کنند و يا باید به آرامي تميز كنند.
2- مسواك به آرامي زده شود و يا از مسواك بچه مسواك استفاده شود.
3- دهان باید سه تا 4 بار در روز با آب نمك يا نمك يا براكسيد يا آنتي بيوتيك شستشو داده شود.
4- در روز اول غذاي مايع و در 5 روز بعد غذاي نرم مصرف شود.
5- 6 روز پس از ايمپلنت چانه فرد مي تواند به كار برگردد و اما به براي مدت يك هفته نبايد ورزش انجام دهيد.
ايمپلنت گونه
اسم تكنيكي اين جراحي، ايمپلنت گونه است. این جراحي براي ايجاد خط گونه انجام می شود. اين عمل جراحي بيشتر براي بازيگران مرد يا زن و مدل ها كه احتياج به برجستگي گونه براي پرتوافكني دارند استفاده مي شود. اين عمل جراحي به صورت دايمي است. به صورت سراپايي در محل جراحي يا در اتاق جراحي بيمارستان انجام مي پذيريد. اين جراحي معمولا با بيهوشي موضعي يا تسكين در حدود 45 تا 60 دقيقه به طول مي انجامد. شكاف براي اين عمل معمولا يا درون لب بالا و يا پايين پلك پايين انجام مي شود. بعد از آن كيسه ايجاد شده، ايمپلنت درون آن گذاشته شده و وارد صورت مي شود.
پس از عمل به دليل بي حسي اعصاب صورت و اعصاب جويدن فرد به طور طبيعي قادر به صحبت كردن نخواهد بود.
مفصل فک و صورت
مفصل Temporomandibolar مفصلی در فك است كه اجازه مي دهد دهان باز و بسته شود. این مفصل شبيه مفاصل گوي و كاسه ای است ولي لغزش را هم نیز دارد.
بخش گوي، فك Mandibular مي باشد و كاسه قسمت تو رفتگي است. يك ديسك بين دو بخش استخوان قرار دارد كه به فك اجازه مي دهد كه در طول حركت يا زماني كه دهان باز مي شود لغزش داشته باشد. ماهيچه ها مفاصل را با هم نگه مي دارند و نيروي لازم براي حركت فك را فراهم مي آورند.
سيستم كامل جايگزيني Tmj چيست؟
سيستم كامل جايگزيني مفصل فک و صورت ( Tmj ) يك پروتز مفصل «گوي و كاسه» است. ايمپلنت هاي زير كه سيستم كامل Tmj را مي سازند، از مواد عمومي با بيش از 30 سال موفقيت در زمينه جايگزيني مفصل اورتوپدي ساخته شده اند.
1- ايمپلنت Condyle
ايمپلنت Condyle از فلز كبالت – كرونيوم- موليبد نيوم (Co-Cr-Mo) يا تيتانيوم (Ti-6AL 4V) توليد شده است. هر دو ايمپلنت داراي بخش خشن تيتانيوم است كه روي سطح ايمپلنت قرار دارد و با استخوان تماس دارد. فلز Co-Cr-Mo شامل نيكل است.
2- ايمپلنت Fossa
اين ايمپلنت شامل پلي اتيلن سخت و پلاستيكي است. Fossa از يك قالب پلي اتيلن تشكيل شده است كه داراي پوشش با مقاومت خوب در طول تست مكانيكي است.
3- پيچ ها
هر دو ايمپلنت Condyle و Fossa به وسيله پيچ به استخوان چسبيده اند.
بيشتر بيماران با مشکلات در زمینه فک و صورت احتياج به عمل جراحي ندارند. آن ها مي توانند با محافظه كاري با يكي از روش هاي زير معالجه شوند.
1- رژیم ملایم
2- استفاده از تراشه برای بستن دهان
3- درمان فیزیکی
4- داروهای ضد التهاب
5- آسایش ماهیچه ها
6- داروهای درد ( بی حسی نسبت به درد)
7- درمان دندان
• تنظیمات گاز گرفتگی
• استقرار مجدد
• اصلاح دندان های کج
تنها بیمارانی که دچار مشکلات «مکانیکی» داخل مفاصل هستند و به درمان محافظه کارانه پاسخ نمی دهند ممکن است کاندیدای جراحی باشند.
جراحی هاي TMj
جراحی های دهانی و Maxillo Facial به طور پایه ای گزینه های زیر را دارند:
• Arthroscopy
• Arthroplasty
• جایگزینی تمام مفاصل
• جایگزینی بخشی از مفاصل
Arthroscopy مرحله ای است که در طی آن یک آندوسکوپ کوچک داخل مفاصل برای تشخیص و درمان تورم و دیسک هایی در یک محل ثابت شده اند یا جا به جا شده اند به کار می روند. برای مشکلات مهم دیگر وقتی دیسک به صورت بد جایگزین شده است یک Arthroscopy باز برای رفع مشکل به کار می رود ( تعمیر و تغییر موقعیت یا خارج سازی دیسک) حفظ در مواردی که انحطاط دیسک و Condyle وجود دارد، جایگزینی کامل نیاز است.
کاندیدهای جایگزینی و کاشت بیمارانی هستند که رشد آنها به پایان رسیده است و مشکلات TMj را در یکی از حالت های زیر دارند.
• ورم مفاصل، مانند Osteoarthritis، rheumatoid arthritis و یا زخم ورم مفاصل
• Anuylosis ( استخراج غیر نرمال مفاصل)
• مرگ Avascular (مرگ بافت به دلیل کمبود ذخیره خون)
• شکستگی
• تغییر شکل اعضاء
• Neoplasms بی خط (رشد بی خط غیر نرمال بافت)
• بدخیمی
• مفصل با تغییرات بدنه بد
• توسعه غیر نرمالی ها (نقص مادر زادی)
نشانه هاي کافي برای جایگزینی سیستم TMj چیست؟
• بیماران با عفونت های فعال
• بیمارانی که تعداد کافی استخوان یا استخوان تغییر شکل یافته و یا با کیفیت خوب ندارند که دستگاه را حمایت کند.
• بیمارانی که احتیاج به جایگزینی بخشی از مفاصل TMj دارند.
• داشتن آلرژی به یکی از موادی که در ایمپلنت های شامل نیکل انجام می شود.
• بیمارانی که هنوز در حال رشد هستند.
• بیمارانی با عادت فوق العاده – علمی
• بیمارانی با بدن فعال در عکس العمل
پیچیدگی های امکان پذیر کدامند؟
عوامل خطر زای زیر در هنگام جایگزینی کامل سیستم وجود خواهند داشت.
• خارج کردن کامل اعضاء شامل
• تغییر ایمپلنت که به وسیله بار گذاری انجام می شود
• تغییرات مخرب که به وسیله سطح مفاصل از بیماری ها و یا ایمپلنت های قبلی انجام
می پذیرد.
• مواد ایمپلنت که تولید ذرات یا زنگ زدگی می کنند.
• عفونت
• عکس العمل بدن به وجود ایمپلنت (آلرژی)
• فرسودگی روی حفره ماده
• ورم و یا درد صورت
• مشکلات عصب صورت
• برداشتن قسمتی از بافت
• فرم یافتن استخوان به صورت غیر نرمال
• فرم یافتن عصب (رشد غیر نرمال عصب)
• مشکلات گوش
• در رفتگی
• جایگذاری ایمپلنت در یک طرف مفصل ممکن است باعث اثرات مخرب در طرف دیگر شود.
• جایگذاری ایمپلنت ممکن است تولید رابطه ای مخرب بین سطح دندان که همیشه در معرض گاز گرفتگی است شود.
ايمپلنت حلزون گوش
ايمپلنت حلزون گوش يك وسيله ي الكترونيكي است كه توسط جراحي كاشته شده و امكان حس كردن اصوات را براي افراد با سطح شنوائي بسيار كم فراهم مي كند. اين ايمپلنت معمولا گوش بيونيك ناميده مي شود. ايمپلنت حلزون بر خلاف سمعك صدا را تقويت نمي كند، بلكه به طور مستقيم اعصاب شنوائي داخل حلزون را توسط پالس هاي الكتريكي تحريك مي كند. اجزاي خارجي اين ايمپلنت شامل يك ميكروفون، پردازنده ي گفتار و فرستنده اي است كه امكان تنظيم كيفيت و ميزان صدا را نيز براي فرد فراهم مي كند.
اجزاي مختلف يک ايمپلنت حلزون. اجزاي خارجي: (1) يک پردازنده ي سيگنال که مي تواند در پشت گوش يا روي بدن قرار داده شود. (2) يک سيم پيچ فرستنده. اجزاي داخلي: (3) يک گيرنده- تحريک کننده که در زير پوست در قسمت پائين گوش قرار گرفته است. (4) يک آرايه از الکترودها که در گوش داخلي قرار گرفته است [5].
ايمپلنت حلزون از طريق جراحي در زير پوست در پايين گوش قرار مي گيرد. قسمت هاي اصلي آن عبارتند از:
اجزاي بيروني
• يك ميكروفون كه صداي محيط را دريافت مي كند.
• يك پردازنده گفتار كه صداهاي قابل شنيدن را فيلتر کرده و سيگنال هاي صوتي الكتريكي را از طريق يك كابل باريك به فرستنده ارسال مي كند.
• يك فرستنده كه سيم پيچي است كه توسط آهنربائي كه در پشت گوش خارجي قرار گرفته است، نگه داشته مي شود و سيگنال هاي صوتي پردازش شده را از طريق القاي الكترومغناطيسي به وسيله داخلي مي فرستند.
اجزاي داخلي
• يك گيرنده و تحريك كننده كه در استخوان در زير پوست قرار داده شده اند و سيگنال ها را به پالس هاي الكتريكي تبديل كرده و از طريق يك كابل داخلي به الكترودها ارسال مي کنند.
• آرايه اي متشكل از بيش از 22 الكترود پيچيده شده به دور حلزون كه ايمپالس ها را به اعصاب scala tympani و سپس از طريق سيستم عصبي شنيداري به طور مستقيم به مغز ارسال مي كنند
پيوند های رگی
ایمپلنت های سینه
ایمپلنت های سینه که با استفاده از پاکت های سیلیکون که از ژل های سیلیکون پر شده است، یا سالین (آب نمک) برای اولین بار در دهه ی 60 در ایالات متحده انجام گرفت اما زا آن تاریخ تا دهه ی 80، انجام این عمل ها بسیار نادر بوده است. اما در دهه ی 90 بااینکه هنوز هیچگونه تحقیقاتی روی ایمنی و اطمینان این عمل جراحی انجام نگرفته بود، تقریباً یک میلیون زن این عمل را انجام داده بودند. اکثر این خانم ها ایمپلنت خود را با استفاده از ژل سیلیکون انجام داده بودند، چون جراحان پلاستیک این روش را بیشتر می پسندیدند.
با اینکه کلیه ی محصولات پزشکی باید قبل از فروش در ایالات متحده از نظر ایمنی و سلامت مورد تایید قرار بگیرند، اما این مسئله برای ابزارها و محصولات ایمپلنت که تا قبل از 1976 به فروش می رفت رعایت نشده بود. FDA تا قبل از 1991 از شرکت ها و کمپانی هایی که این محصولات را تولید می کردند درخواست اطمینان و سلامت محصولاتشان را نکرده بود و این محصولات تقریباً برای سه دهه مورد استفاده قرار گرفت. برای اولین بار، رسانه ها شروع به نشان دادن خانم هایی کرد که مشکلات ایمپلنت داشتند. تحقیقات اطمینان و سلامت ایمپلنت به دلیل نقص و کاستی مورد تایید FDA قرار نگرفت.
و تا سال 2000 FDA هنوز از کمپانی ها نمی خواست که سلامت ایمپلنت های سالین را به اثبات برسانند و در آن سال بود که عاقبت FDA برای اولین بار ایمپلنت های سینه با سالین را مورد تایید قرار داد.
ایمپلنت های سینه با سیلیکون هم برای اولین بار در نوامبر 2006 مورد تایید قرار گرفتند. بین سالهای 1992 و 2006، ایمپلنت های سیلیکون محدود به آزمایشات بالینی بودند که به طور عمده برای بیماران سرطان سینه و آنها که ایمپلنتشان شکسته بود، انجام می گرفت. بیماران باید آگاه می شدند که ایمپلنت ها مورد تایید FDA قرار نگرفته و آنها باید به طور مداوم مورد بررسی و آزمایش جراح پلاستیک خود قرار گیرند تا تحقیقات مربوط به این مسئله کامل شده و کمکی باشد برای همه ی خانم هایی که ایمپلنت با ژل انجام داده اند. با اینکه دو نمونه از ژل های ایمپلنت تولید شده توسط دو سازنده در نوامبر 2006 مورد تایید قرار گرفت، اما هنوز هم محدودیت هایی وجود دارد. به طور مثال، فقط برای خانم های بالای 22 سال تایید شده است چون خانم های زیر این سن هنوز در حال رشد فیزیکی و احساسی هستند.
خطرات معمول این عمل چیست؟
گزارش عوارض و مشکلات خانم هایی که عمل ایمپلنت را انجام داده اند در ژورنال های پزشکی به چاپ رسیده و در FDA مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. این عمل خطرات کوتاه مدت و طولانی مدتی دارد که همه ی خانم هایی که درصدد انجام آن هستند باید از آن آگاه شوند.
عوارض موضعی به مشکلاتی گفته می شود که دقیقاً مربوط به ناحیه ی سینه هستند و کاملاً مشخص است که در نتیجه ی ایمپلنت سینه به وجود آمده اند. عوارض متداول آن شامل عفونت و سایر خطرات مربوط به جراحی، دردهای موضعی سینه، تغییر در حساسیت، انقباض کپسول، شکستگی و تراوش، بافت مردگی (مرگ پوست)، نیاز به عمل جراحی دوباره، و مشکلات آرایشی (مثل نارضایتی از شکل سینه بعد از ایمپلنت) می باشد.
تحقیقات مربوط به عمل ایمپلنت با سالین و ژل سیلیکون نشان می دهد که طی سه سال اول، تقریباً سه مورد از چهار مورد بیماران ترمیمی (بیماران سرطانی که ایمپلنت سینه را انجام داده اند)، و تقریباً نیمی از بیمارانی که برای اولین بار این عمل را انجام داده اند، حداقل یکی از این عوارض موضعی را داشته اند—مثل درد، عفونت، سخت شدگی، یا نیاز به عمل دوباره.
برای مثال، بین بیماران ترمیمی:
%46 از خانم هایی که ایمپلنت با ژل سیلیکون را انجام داده اند و %21 از آنهایی که با سالین ایمپلنت کرده اند، طی سه سال اول نیاز به عمل دوباره داشته اند.
%25 از بیمارانی که ایمپلنت سیلیکون داشته اند و %8 از بیمارانی که ایمپلنت سالین داشته اند، ایمپلنت خود را برداشته اند.
%6 از بیمارانی که ایمپلنت سیلیکون داشته اند و %16 از بیمارانی که ایمپلنت سالین داشته اند، دچار دردهای موضعی سینه شده اند.
البته آمار این عوارض برای خانم هایی که فقط به قصد بزرگتر کردن سینه عمل را نجام داده اند، پایین تر بوده است.
علاوه بر خطرات بیهوشی، خطرات جراحی شامل، عفونت و ایجاد غده ی خونی (مایع خون یا بافتی که دور ایمپلنت جمع می شود) است، که هر دو آنها از حد خفیف تا جدی می تواند باشد. خطرات مربوط به جراحی مدت زمان کمی بعد از عمل بیشتر دیده می شود، اما این عوارض ممکن است بعد ها به عمل جراحی دوباره نیاز پیدا کند که باز ممکن است همان خطرات را به دنبال داشته باشد. و خانمی که بخواهد ایمپلنت شکسته شده ی خود را ترمیم کند باید بارها و بارها با این خطرات روبه رو شود.
سایر عوارض موضعی شامل از دست رفتن حساسیت نوک سینه یا درد در این ناحیه می باشد. برخی از خانم ها هم ممکن است از نظر آرایشی و ظاهری از نتیجه ی عمل خود راضی نباشند، به این دلیل که سینه هایشان ممکن است غیرطبیعی و نامتقارن به نظر آید.
همچنین ممکن است بافت های اثر زخم و شکاف دور ایمپلنت، سخت شود. این مشکل انقباض کپسول نام دارد. بافت زخم داخل بدن است اما می تواند باعث سخت شدگی و تغییر شکل سینه ها شود.
تحقیقات بسیاری نشان داده است که ممکن است در ایمپلنت نوع سالین، قارچ یا باکتری رشد کند. و درصورت شکسته شدن ایمپلنت این باکتری ها به درون بدن تراوش خواهد کرد.
وقتی ایمپلنت سینه شکسته شود، چه روی خواهد داد؟
همه ی ایمپلنت های سینه بالاخره شکسته خواهند شد، اما مشخص نیست که هر ایمپلنتی تا چند سال دوام خواهد داشت. تحقیقات مربوط به ایمپلنت های سیلیکونی نشان داده است که این ایمپلنت ها تقریباً 7 تا 12 سال دوام آورده اما برخی از انها طی چند ماه یا سال اول شکسته می شوند، با این وجود احتمال دارد که برخی از آنها حتی تا 15 سال هم باقی بمانند.
طبق تحقیقی که توسط دانشمندان FDA انجام گرفت، نشان داده شد که اکثر خانم ها طی 11 سال اول حداقل یکبار دچار شکسته شدن ایمپلنت شده اند. در %21 از خانم ها هم سیلیکون به خارج از کپسول سینه تراوش کرده، در حالیکه اکثر این خانم ها از این اتفاق بی اطلاع بوده اند.
تحقیقات مربوط به عمل های جدید ایمپلنت سالین نشان می دهد که بین 3 تا %9 از موارد طی سه سال اول شکسته می شوند. یک محقق دانمارکی نیز همچنین دریافته است که اکثر ایمپلنت های سیلیکونی تا 10 سال دوام دارند، اما وقتی سن فرد بین 11 تا 20 سال باشد، اکثراً شکسته خواهند شد.
حرکت سیلیکون: تحقیقات نشان داده است که ژل سیلیکون در ایمپلنت ها می تواند در دمای طبیعی بدن به مایع سیلیکون شکسته شود و درمواردی به غدد لنفاوی و سایر اعضاء بدن تراوش می کند.
آیا ایمپلنت سینه باعث بیماری خانم ها خواهد شد؟
سوال بحث انگیزتر می تواند این باشد که آیا ایمپلنت سینه منجر به ایجاد بیماری های مختلف، نه فقط در ناحیه ی سینه، برای خانم ها می شود؟
بیماری های سیستم دفاعی: گزارشات بسیاری به این نتیجه رسیده اند که هیچگونه شواهد و مدارکی وجود ندارد که ایمپلنت باعث ایجاد بیماری های سیستمیک می شود. اما این گزارشات برطبق تحقیقی ارائه شده اند که متمرکز بر بیماری های سیستم دفاعی و بافت های پیوندی در خانم هایی بوده که به مدت زمان کمی ایمپلنت را انجام داده اند. از آنجا که رشد و تشخیص بیماری های بافت های پیوندی و سیستم دفاعی ممکن است سالها به طول انجامد، نمی توان از خانم هایی که مدت زمان کمی از ایمپلنت انها می گذرد برای این منظور استفاده کرد.
تحقیقاتی که پس از این تحقیق انجام گرفتند نشان داد که ایمپلنت ممکن است با بیماری های مربوط به سیستم دفاعی مرتبط باشد. برای مثال دانشمندان FDA تحقیقی بر روی خانم هایی که با ژل سیلیکون ایمپلنت حداقل برای 7 سال کرده اند انجام داده و دریافته اند که آنها که دچار تراوش ایمپلنت شده اند بیشتر به بیماری های مربوط به سیستم دفاعی مبتلا گشته اند. همچنین دریافته اند که این خانم ها بیشتر به بیماری هایی نظیر: درماتومیوزیت، پلی میوزیت، تیروئید هاشیموتو، بیماری بافت پیوند مختلط، فیبروز ریوی، التهاب نیام ائوزینوفیلی، و درد عضلانی، مبتلا می شوند.
آیا بیماران ایمپلنتی با برداشتن ایمپلنت هایشان بهبود می یابند؟ طبق تحقیقی که روی 95 زن که ایمپلنت سیلیکون انجام داده و علائم روماتیسمی مثل درد مفاصل، داشته اند، نشان داده شد که علائم بیماری در %97 از بیمارانی که ایمپلنتشان را برداشته اند، افزایش یافت. درعوض در %96 از بیمارانی که ایمپلنتشان را برنداشتند، این علائم کمتر شد. تحقیقات دیگری نشان داده است که سیلیکون واکنش های دفاعی را تحریک می کند و تجزیه ی سلولی نشان می دهد که این واکنش ها با انواع غیرمعمولی از بیماری های بافت های پیوندی در ارتباط است.
سرطان ها: طبق تحقیقی که توسط مؤسسه ملی سرطان انجام گرفت، دانشمندان دریافتند که احتمال ابتلا به سرطان در خانم هایی که حداقل به مدت 7 سال ایمپلنت داشته اند درمقایسه با خانم هایی که نداشته اند تا %21 افزایش داشته است. این افزایش به خاطر افزایش سرطان های مغزی، دستگاه تنفسی، گردن و فرج است. البته برای رسیدن به نتایج بهتر، نیاز به تحقیقات بیشتری است.
مرگ و میر: تحقیق دیگری نشان داده است که آمار مرگ از تومرهای مغزی، سرطان ریه، و سایر بیماری های تنفسی و خودکشی در افرادی که حداقل به مدت 12 سال ایمپلنت سینه داشته اند در مقایسه با خانم هایی که سایر جراحی های پلاستیک را انجام داده اند بیشتر است. سه تحقیق اسکاندیناویایی نشان داده است که خانم هایی که فقط برای بزرگ تر کردن سینه ایمپلنت کرده اند، سه برابر زنان عادی اقدام به خودکشی کرده اند.
چه نگرانی های دیگری در این رابطه وجود دارد؟
شیر دادن: طبق تحقیقات انجام گرفته به اثبات رسیده است که خانم هایی که انوع جراحی های سینه از جمله ایمپلنت انجام داده اند، سه مرتبه کمتر از زنان عادی میتوانند شیر تولید کنند. همچنین بحث هایی پیرامون سلامت شیر تولید شده در این خانم ها وجود دارد اما تحقیقات کافی برای حل این مشکل انجام نگرفته است. تحقیقات نشان می دهد که در خون نوزادانی که از شیر مادرانی که ایمپلنت سیلیکون داشته اند تغذیه می کنند، انواع سمی پلاتین بیشتری یافت می شود.
کشف سرطان سینه: سرطان سینه جزء متداول ترین انواع سرطان در خانم هاست و از آنجا که از طریق ماموگرافی می توان سرطان سینه را از قبل تشخیص داد و از مرگ فرد جلوگیری کرد، این پرسش که آیا ایمپلنت مانع انجام صحیح ماموگرافی است وجود دارد.
راه های مختلفی وجود دارد که از طریق آن ایمپلنت تشخیص سرطان را در ماموگرافی به تاخیر می اندازد:
گرچه می توان ماموگرافی را به طرقی انجام داد که دخالت ایمپلنت به حداقل برسد، اما تقریباً 55 درصد از تومرهای سینه در زنانی که ایمپلنت دارند، پنهان می ماند.
طبق تحقیقی که دانشمندان FDA انجام داده اند نشان داده شده که ایمپلنت های سیلیکون یا سالین ممکن است در خانم هایی که ماموگرافی می کنند شکسته شود و به همین دلیل خانم هایی که از شکسته شدن ایمپلنت های خود واهمه دارند از انجام ماموگرافی سر باز می زنند.
با افزایش سایز ایمپلنت درمقایسه با سایز اصلی سینه ی فرد، صحت ماموگرافی هم کاهش پیدا می کند.
مشکلات شناختی: خانم هایی که ایمپلنت سینه داشته اند، بیشتر دچار از دست دادن حافظه، اختلال در تمرکز، و سایر بیماری های شناختی می شوند. تحقیقات FDA نشان داده که در خانم هایی که حداقل به مدت 2 سال ایمپلنت سیلیکون داشته اند، علائم عصب شناختی مثل عدم توانایی در تمرکز، بیشتر است. دانشمندان این مشکل را مربوط به کمبود پلاتین برای ساخت ژل ایمپلنت سیلیکون می دانند.
هزینه های مالی: هزینه ی اولیه ی جراحی ایمپلنت اولین اما نه تنها هزینه برای بمیاران ایمپلنتی است. ایمپلنت سینه به طور متوسط 7 تا 12 سال دوام می یابد و هر بار جایگزینی این هزینه را بالاتر می برد. حتی اگر پزشک مربوط هزینه های دوباره را مجاناً با بیمار خود حساب کند، بازهم هزینه های مربوط به تسهیلات پزشکی، بی هوشی، و سایر هزینه های مرتبط می تواند مبلغ بسیاری را بر عمل جراحی شما بیفزاید. البته این هزینه ها برای بعضی خانم ها قابل پرداخت است اما برای همه ی خانم ها اینطور نیست و مخصوصاً برای خانمی که بعد از چند ماه ایمپلنتش شکسته می شود ممکن است بسیار دردناک باشد.
اما درمورد بیمه ی پزشکی و سلامتی چه؟ معمولاً بیمه متحمل جراحی های زیبایی نمیشود و مشکلات ناشی از جراحی های زیبایی تحت پوشش آنها نیست. همچنین هزینه ی MRI ها برای تشخیص تراوش سیلیکون در بیماران را پرداخت نمی کند. در برخی کشور ها برخی بیمه ها، برای خانم هایی که ایمپلنت سینه کرده اند هم بیمه صادر می کنند اما هزینه ی آن را بسیار بالاتر قرار می دهند. این مسئله برای خانم هایی که دچار بیماری های ناشی از ایمپلنت سینه می شوند بسیار ناگوار است.
برای برداشتن ایمپلنت چه باید کرد؟
برخی از خانم هایی که ایمپلنت سینه کرده اند به خاطر عوارض جانبی، ناامیدی و دلسردی به خاطر مشکلات آرایشی آن یا به خاطر خطراتی که در طولانی مدت بر روی سلامتی دارند، تصمیم می گیرند که ایمپلنتشان را برداند. خانم هایی که ایمپلنت سیلیکونشان دچار شکستگی شده است معمولاً حین جراحی برای برداشتن ایمپلنت، مقداری از بافت های سینه شان را از دست می دهند. و اگر سیلیکون به داخل بافت های سینه تراوش کرده باشد، نتیجه ی برداشتن ایمپلنت دقیقاً مثل برداشتن سینه خواهد بود.
پزشک جراحی که اصل ایمپلنت را برای بیمار گذاشته است ممکن است برای برداشتن آن مورد خوبی نباشد. عمل برداشتن ایمپلنت بسیار دشوارتر و البته گرانتر از عمل گذاشتن ان است. برخی از جراحان در زمینه ی برداشتن ایمپلنت مهارت بسیار زیادی دارند و می توانند شکل بسیار عالی به سینه ها بدهند. اکثر این جراحان توصیه میکنند که ایمپلنت و کپسول بافت زخم یکجا برداشته شوند. اینکار باعث می شود همه ی سیلیکون هایی که احتمالاً به بیرون تراوش کرده اند نیز برداشته شوند.
آیا انواع جدیدتر و مطمئن تری از ایمپلنت وجود دارد؟
بنا بر تحقیقات جدید، جراحان گاهی ایمپلنت های “گامی بیر” ارائه می دهند که نام خود را از شکلات های “گامی بیر” گرفته است چون ایمپلنت ها از ژل های سیلیکون ضخیم تر و به هم چسبیده تر درست شده است. احتمال شکسته شدن و تراوش این سیلیکون ها به مراتب کمتر است.
اما این ایمپلنت های جدید هم با خطراتی همراه است که ممکن است فوراً آشکار نشوند. متاسفانه هیچ تحقیقی در این زمینه صورت نگرفته است تا ببینیم که این ایمپلنت ها ایمن تر و سالم تر از ایمپلنت های قدیمی است یا نه و هیچ سندی در دست نیست که این ایمپلنت های ضخیم تر ماندگاری بیشتری داشته باشند. البته این ایمپلنت های هنوز مورد تایید FDA قرار نگرفته است چون اطلاعات چندانی درمورد ایمنی آن در دست نیست.
چرا تحقیقاتی درمورد ایمنی طولانی مدت ایمپلنت ها مورد نیاز است؟ علاوه بر ایمپلنت سیلیکون و سالین، در سالهای اخیر سه نوع دیگر ایمپلنت هم ساخته شده که بیشتر در خارج از ایالات متحده مورد استفاده قرار می گیرد: ایمپلنت های تریلوسنت (با روغن سویا)، نوواگُلد و ایمپلنت PIP که با ژل های پلاستیک پر می شوند.
گرچه این ایمپلنت های توسط جراحان ترویج داده شده و در رسانه ها نیز تبلیاتی از ایمنی و سلامت بیشتر انها نسبت به ایمپلنت های سیلیکون و سالین مشاهده می شود، اما هیچ آزمایشی برای تایید صحت این گفته ها انجام نگرفته است. تحسین و تمجید بسیار زیاد جراحان و بیماران از این ایمپلنت ها دال بر این است که علائم خطرات طولانی مدت ایمپلنت در سالهای اول به هیچ عنوان آشکار نمی شود. به همین دلیل است که تحقیقات گسترده درمورد خطرات طولانی مدت ایملنت، در هر نوعی که باشد، از اهمیت بسیاری برخوردار است.
نتیجه گیری
تحقیقات به وضوح نشان می دهند که ایمپلنت با خطرات جدی از نظر سلامتی، زیبایی و آرایشی، و همچنین اقتصادی در سالهای ابتدایی همراه است که با گذشت زمان افزایش هم می یابد. متاسفانه، خطرات طولانی مدت این عمل به خاطر فقدان تحقیقات کافی، ناشناخته باقی مانده است. FDA تولید کننده ها را وادار به انجام تحقیقات بیشتر درمورد علت شکسته شدن ایمپلنت ها، دوام آنها و همچنین خطراتی که می تواند در طولانی مدت برای بیماران داشته باشد کرده است. البته این تحقیقات تا به امروزانجام نگرفته اند
کلیه ی مصنوعی جایگزینی برای دیالیز
هر ساله بیش از 500.000 نفر در ایالات متحده به بیماری کلیوی یا نارسایی مزمن کلیه مبتلا مي شوند كه فقط با پیوند کلیه به طور کامل درمان می شوند. این تعداد روز به روز رو به افزایش بوده است . در سال گذشته فقط 17000 کلیه برای پیوند پذيرفته شده است. بسياري از افرادي كه نارسايي كليوي دارند تا زماني كه كليه ي اهدايي پيدا شود از دياليز استفاده مي كنند كه اين فرآیند پرهزینه و وقت گیر است و به طور معمول 3 جلسه در هفته ، به مدت سه تا پنج ساعت در هر جلسه وقت آنها گرفته مي شود و در آن خون از طریق مدار خارجی برای تصفیه پمپ می شود. پژوهشگران براي حذف نياز به دياليز از مدل نمونه اولیه کلیه مصنوعی قابل کاشت پرده برداری كردند.
دستگاه ، شامل هزاران فیلتر میکروسکوپی به خوبي يك bioreactor به تقلید متابولیک و نقش توازن آب در کلیه واقعی است . اين محصول حاصل تلاش مشترک مهندسین، زیست شناسان و پزشکان است.
درمان ارائه شده توسط اعضای تیم پزشكي براي بيماران، يك مدل طراحی شده خارجی با اندازه ي يك اتاق است. هدف پژوهش این است كه سايز اين تکنولوژی به اندازه فنجان قهوه کوچک شود وسپس دستگاه در بدن بدون نیاز به داروهای بازدارنده ایمنی کاشته شود و اجازه دهد بیمار به زندگی عادی خود بازگردد.
این تیم امکان کاشت مدل را در مدل های حیوانی ایجاد کرده اند و قصد دارند آن را برای آزمایش های بالینی در 5-7 سال آينده آماده کنند.
دستگاه كليه ي قابل کاشت با يك سيستم 2 مرحله ای به بيمار كمك مي كند که در آن به جاي استفاده از hemofilter براي حذف مواد سمی، از پیشرفت های اخیر در مهندسی بافت یعنی رشد سلول توبول کلیوی براي ارائه ي عملكرد بيولوژيك کلیه سالم استفاده مي كند، و همچنين در روند انجام فیلتراسیون از روش متکی بر فشار خون بدن و بدون نیاز به پمپ یا منبع تغذیه الکتریکی استفاده مي كنند.
از مزاياي اين دستگاه اين است كه مشكل كم بودن تعداد اهدا کنندگان کلیه در هر سال را حل مي كند و به طور چشمگیری می تواند بار نارسایی کلیوی را برای میلیون ها نفر در سراسر کاهش دهد و در عین حال یکی از بزرگ ترین هزینه های مراقبت های بهداشتی در ایالات متحده را كاهش مي دهد.
منبع:
چسب زخم هشدار دهنده عفونت
شاید برای شما هم پیش آمده باشد که برای پانسمان کردن زخم و يا جراحتی از چسب زخم استفاده کنيد. اما با پوشيده شدن سطح جراحت توسط چسب از وضعيت آن با خبر نيستيد و نمی دانید که آیا زخم رو به بهبود است و يا در حال عفونی شدن.
محققین انجمن EMFT مونيخ، یک چسب هشدار دهنده عفونت ابداع کردند که می تواند وضعيت زخم را با تغيير رنگ خود بيان کند. اين برچسب هشدار دهنده با اندازگیری PH پوست بدن انسان می تواند شرايط عفونی و یا غير عفونی زخم را تشخيص دهد.
در حالت عادی PH پوست بدن انسان 5 است. اگر PH به 6.5 یا 8.5 افزایش يابد، نشانه ای از عفونت زخم است و برچسب با تغيير رنگ خود به بنفش اعلام خطر خواهد کرد.
البته نمی توان گفت که این برچسب می تواند خیلی هم کاربردی باشد. از آنجايی که زخم های عمیق دارای ریسک عفونت بالایی هستند، معمولا توسط چندین لايه پانسمان، باند پیچی می شوند. پس استفاده از این برچسب و تغيير رنگ آن در زير چندین لايه پانسمان چندان محسوس نيست.
از طرفی بدن انسان خود دارای بهترین سيستم هشدار دهنده عفونت است. با علائم بالینی از قبیل تب می توان به عفونت زخم ها و جراحت ها پی برد. اما خوبی این ایده این است که هزینه تولیدش پایین و برای زخم های سطحی کاربردی است
نانومواد و افزايش عمر سلولهاي مغزي
بدليل پيچيدگيهاي موجود در خصوص خواص ضدكهولت آنت ياكسيدانها، زيگالينسكي تصميم گرفت ورود نانوذرات به سلولهاي مغزي موشهاي صحرائي را مورد بررسي قرار دهد. وي اظهار داشت: " معمولاً سلولهاي مغزي موشهاي صحرائي حدود سه هفته عمر ميكنند اما سلولهائي كه در معرض نانومواد مهندسي شده قرار گرفتند، سه تا چهار برابر عمر طولانيتري داشتند." اين محقق به منظور حصول اطمينان از نتايج كارش، فرآيند را چندين مرتبه تكرار كرد و دريافت كه سلولهايي كه در معرض غلظت خاصي از نانوذرات اكسيدي قرار گرفته اند معمولاً در مقايسه با ساير سلولها سه تا چهار برابر بيشتر عمر ميكنند؛ طولاني ترين عمر آنها بالغ بر 123 روز بوده است. وي سپس كيفيت سلولهاي عصبي پيرشده را مورد بررسي قرار داد و دريافت كه اين سلولها نيز درست همانند سلولهاي موجود در سلسله اعصاب جوان جهت برقراري ارتباط با يكديگر تبادل سيگنال مي نمايند. اين امر نشانگر آن است كه علاوه بر افزايش طول عمر، عملكرد سلولها نيز حفظ شده است. سوديپتاسيل از سال 1980 تاكنون روي توليد ذرات اكسيد در شرايط دما- بالا تحقيق نموده است. در سال 2000 كه وي در برنامه پيشگامي دانشگاه فلوريداي مركزي شركت نمود او و يكي از دانشجويان،نانوپودرهاي فوق ريز و نانومحلول ساختند. اين ذرات با اندازه اي كمتر از 10 نانومتر - حدوداً به اندازه سی اتم- نه تنها پوشش مؤثرتري جهت مصرف در ماشين آلات ارائه نمودند بلكه دريچه جديدي به روي زيگالينسكي به منظور انجام مطالعات بيولوژيكي گشودند.
تحقيقات پزشكي، عامل اصلي پيري را صدمات راديكالهاي آزاد به سلولها ميدانند و بر اساس اين پژوهشها، پا ككننده هاي راديكالهاي آزاد كه معمولاً به شكل ويتامينها هستند تا حد بسيار محدودي ميتوانند با اين آسيبها مقابله نمايند. نانوذره احياكننده (نظير ذره اي كه زيگالينسكي و سيل ساختند)خنثي سازي آسيب ها را عهده دار شده و ميتواند در مداواي نارسائي هاي خاص ناشي از كهولت سن از قبيل آلزايمر، آرتروز و غيره كمك مؤثري باشد. اخيراً آزمايشگاه زيگالينسكي دريافته است كه نانوذرات خواص ضد التهابي دارند. در همين راستا محققين در نظر دارند امكان توليد پوششي از ذرات قابل استفاده در بافتهاي پيوندي و ادوات پزشكي كه احتمال واكنشهاي التهابي در آنها بالاست را مورد بررسي قرار دهند. آزمايشهاي اوليه نشانگر آن است كه نانوذرات آنتي اكسيدان به محض ورود بداخل سلول، آن را احيا مي نمايند. اين بدان معني است كه يك دوز از اين مواد ميتواند به گونهاي باورنكردني تأثير شفابخش خود را اعمال نمايد.
استفاده از نانوذرات مغناطيسي براي رفع فلج عصبي
يك شركت تازه تأسيس در خاورميانه درنظر دارد با استفاده از نانوتكنولوژي اقدام به ترميم نواحي آسيب ديدة عصبي كند
. شركت توسعة ارتوپدي كالامازو با استفاده از نانوذرات مغناطيسي قصد دارد ارتباطات عصبي آسيب ديده را ترميم كند.هرساله بيش از۷/۱ميليون نفر در دنيا دچار صدمات نخاعي مي شوند و اين در حالي است كه تاكنون هيچ درمان مؤثري به اين منظور ارائه نشده است. اين عقيده از گذشته تاكنون وجود داشته است كه در صورت صدم هديدن اعصاب، آنها فعاليت طبيعي خود را ازدست مي دهند. مطالعات اخير نشان داده است كه اين عقيده هميشه صحيح نيست. ايدة اين افراد از مطالعاتي كه در دانشگاه شيكاگو صورت گرفته نشأت گرفته است. در اين مطالعات مشاهده شده است كه اعصاب در اثر كشش، رشد مي كنند. در اين روش ذرات اكسيد آهن مغناطيسي با اندازه اي در حدود 100 تا 250 نانومتر به درون اعصاب آسيب ديده تزريق م يشوند. سپس فرد در مجاورت يك ميدان مغناطيسي قرار داده شده و اينگونه اعصاب آسي بديده در مجاورت يكديگر قرار مي گيرند. اين رشد مجدد اعصاب در مطالعات صورت گرفته در حيواناتي مانند موش صحرايي و جوجه تأييد شده است. به گفته يكي از محققين اين افراد موفق به كشيدن آكسون و در واقع تحريك رشد آن شده اند.
ترميم بافتهاي عروقي با استفاده از سلولهاي بنيادي و نانوذرات محقق شد
دانشمندان در روشي جديد با استفاده از نانوذرات پارامغناطيسي در
رساندن هدفمند سلول هاي بنيادي موفق به ترميم بافتهاي آسيب ديده عروقي
شدند. طبق گفته دانشمندان در انگليس، استفاده از نانوذرات پارامغناطيسي
جهت رساندن سلولهاي بنيادي به جراحات عروقي- قلبي، روشي جديد است که
ظرفيت سلولها را در ترميم بافت آسيبديده افزايش ميدهد. اين محققان
معتقدند که در اين روش ابتدا سلولهاي بنيادي پيشرو اندوتليال
(endothelial) – سلولهاي بنيادي که در درمان جراحات عروقي مهم هستند - به
صورت مغناطيسي با نانوذرات اکسيد آهن حاوي عامل درماني، برچسبگذاري شده و
سپس با استفاده از يک مغناطيس در خارج از بدن به شريان آسيبديده رسانده
ميشوند. اين دانشمندان با اين روش تمرکز سلولهاي بنيادي در جراحات
عروقي- قلبي موشها را پنج برابر کردند. آنها همچنين در يک سيستم
آزمايشگاهي ( که در آن نانوذرات در يک سيال غوطهور شده و رفتارشان مشاهده
ميشود) رساندن هدفمند سلولهاي بنيادي را شش برابر کردند. اين روش براي
نخستين بار براي نشانهگذاري سلولهاي بنيادي و رساندن آنها به اندام
آسيبديده بهکار رفته است و همچنين عامل درماني بهکار رفته، مورد تأئيد
وزارت غذا و داروي آمريکا بوده و هماکنون در تصويربرداري تشديد مغناطيسي
(MRI) استفاده ميشود. دکتر مارک ليتگو از مرکز تصويربرداري زيستپزشکي
پيشرفته دانشگاه کالج لندن ميگويد: با توجه به تأييد مواد به کاررفته در
اين روش توسط وزارت غذا و داروي آمريکا ميتوان آن را طي سه تا پنج سال
آينده در درمان بيماريها به کار برد. با تزريق منظم اين نانوذرات
مغناطيسي ميتوان عملاً به درمان حملات قلبي و جراحات عروق قلب پرداخت.
اين فنآوري جهت بهبود و درمان ساير سلولهاي بدن هم ميتوانند مورد
استفاده قرار گيرد. اين شيوه تنها به سلولهاي آسيبديده بدن محدود
نميشود و جهت از بين بردن تومورهاي سرطاني هم کاربرد دارد. اين روش از آن
جهت مؤثر است که به واسطه حضور نانوذرات مغناطيسي سلولهاي مورد نظر
ميتوانند در مکان معيني در بدن تا حد غلظت بسيار بالا متراکم شوند. با
کاربرد همزمان MRI ميتوان عملکرد سلولي را حين تزريق به بدن نيز دنبال
کرد. نتايج اين تحقيق در مجله The Journal of the American College of
Cardiology: Cardiovascular Interventions منتشر شده است.

کارشناسی ارشد بیومتریال