نجح باحثون من جامعة طهران في تصميم غرسات لمفصل الركبة تقلل من التحديات أثناء جراحة استبدال مفصل الركبة والمشاكل بعد ذلك.

وفي بحث تم إجراؤه مؤخرًا في مركز أبحاث العضلات والعظام التابع لكلية الميكانيكا في الكليات التقنية بجامعة طهران وتحت إشراف الدكتور "مراد كريم بور"، أستاذ قسم الميكانيكا الحيوية والباحثين من جامعة طهران للعلوم الطبية، تمت دراسة أداء نوع من الغرسات التكميلية لمفصل الركبة المصممة وفقًا لجسم المريض ميكانيكيًا حيويًا في جراحة استبدال مفصل الركبة.

قال الدكتور "كريم بور في إشارة" إلى هذه الدراسة هي كبحث متعدد التخصصات: إن الغرض من هذا البحث هو إزالة تحديات جراحة استبدال الركبة والتحقيق في تأثير استخدام الغرسات الشخصية وعلى وجه التحديد، المخاريط الجدارية الفخذية، إلى جانب أطوال مختلفة من الجذع من وجهة نظر الميكانيكا الحيوية، مثل توزيع الضغط أو الإزاحة النسبية.

وأضاف: إن إحدى التحديات الرئيسية في مثل هذه العمليات الجراحية لدى المرضى الذين يحتاجون إلى استبدال المفصل للمرة الثانية أو الثالثة هو تحقيق الاستقرار المناسب بين الأنسجة العظمية ومفصل الركبة.

الحل السائد للجراحين لتحقيق الاستقرار هو استخدام السيقان (stem) الطويلة، وهو أمر غير ممكن في بعض الأحيان بسبب عدم وجود أنسجة عظمية مناسبة، بسبب الجراحة السابقة وضعف أنسجة العظام.

كما أثبتت الدراسات السريرية أن استخدام السيقان (stem) الطويلة يؤدي أحياناً إلى آلام مزعجة في جسم المريض وفي المنطقة التي تنتهي فيها السيقان.

يعد استخدام الغرسات التكميلية لاستبدال مفصل الركبة، والتي تم تصميمها وتصنيعها بناءً على أعضاء كل مريض، حلاً بديلاً لتثبيت العظام الذي تم بحثه في هذا البحث.

كما ذكر الدكتور "كريم بور" عن مزايا استخدام الغرسات التكميلية مثل المخاريط المسامية: بالإضافة إلى تحقيق استقرار أفضل للعظام، فإن هذه الطريقة تمنع حدوث ظاهرة درع التوتر، والتي تعد أحد الأسباب الرئيسية لارتخاء الأطراف الصناعية.

كما أن السطح المسامي لهذه الغرسات يساعد على النمو الداخلي واختراق الخلايا العظمية، وتكامل زرالغرسات والعظام، ومن ثم يؤدي إلى التثبيت الثانوي. وميزة أخرى للزرعات المخصصة هي المطابقة التشريحية الكاملة للزرعة مع العظام.

وقال الدكتور "كريم بور" عن طريقة إجراء هذا البحث: في هذه الدراسة، تم إجراء نمذجة ثلاثية الأبعاد لعظم الفخذ لدى مرضى جراحة استبدال الركبة المتطوعين باستخدام التصوير المقطعي.

وتمت محاكاة جراحة استبدال الركبة من خلال وضع السيقان، ومفصل الركبة والزرعة الشخصية التكميلية (مخروط الحجاب الحاجز الفخذي).

كما تم إجراء تحليل العناصر المحدودة في ظل ظروف تحميل مختلفة للركبة، بما في ذلك المشي الطبيعي وصعود ونزول الدرج للتحقيق في توزيع الإجهاد "فون ميسز" والإزاحة النسبية لمفصل الركبة عند استخدام الغرسات التكميلية وعدم استخدامها.

وفيما يتعلق بالنتائج التي تم الحصول عليها من هذه التقييمات الميكانيكية الحيوية، قال الدكتور "كريم بور":

أظهرت نتائج عمليات المحاكاة في الأحمال المختلفة أن الإزاحة النسبية للمفصل والساق، عند استخدام المخاريط الشخصية، كعامل استقرار للمنطقة الميتافيزيقية لعظم الفخذ، سوف تنخفض إذا لم يتم استخدام هذه الغرسات.

ونتيجة لذلك، يمكن استخدام ساق أقصرعند استخدام المخاريط المخصصة، بالإضافة إلى تحقيق التثبيت المناسب والمقبول، يمكن تجنب المضاعفات المحتملة للسيقان الطويلة.

وتم نشر المقال الناتج عن هذا البحث في مجلة جراحة العظام (Journal of Orthopaedics).