توسعه پلتفرم طراحی و ساخت ایمپلنت های تیتانیومی جایگزین استخوان - وبلاگ دلگرمی

به گزارش وبلاگ دلگرمی به نقل از دانشگاه صنعتی شریف، ایمپلنت های سفارشی، کاشتنی های جراحی هستند که برای بیمارانی که به دلایلی نظیر تفاوت های آناتومیکی، بدشکلی های استخوانی و یا آسیب های خاص قادر به استفاده از ایمپلنت های متداول نیستند طراحی و ساخته می شوند. علی رغم رشد سریع کاربرد ایمپلنتهای سفارشی در دنیا طی سال های اخیر، این فناوری تا به امروز در کشور به صورت استاندارد و مطمئن توسعه نیافته و فعالیتهای اجرا شده اغلب به صورت پژوهشی و پراکنده بوده است. به گونه ای که بیماران نیازمند کشور مجبور به تهیه این ایمپلنت ها از خارج کشور بوده اند و اغلب به علت هزینه های گزاف امکان بهره مندی از آنها را نداشته اند. شایان ذکر است که هزینه خرید هر ایمپلنت سفارشی فک و صورت از خارج از کشور در حدود 6 هزار دلار و هزینه خرید هر پروتز سفارشی برای مفاصل هیپ و زانو بیش از 10 هزار دلار است که در مقایسه با ایمپلنت های غیرسفارشی به مراتب گرانتر است.

با توجه به نیازهای گسترده بیماران کشور و نیز منطقه، طرح توسعه پلتفرم طراحی و ساخت ایمپلنت های سفارشی تیتانیومی جایگزین استخوان برای نخستین بار در کشور و به وسیله محققین دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته است. در این پلتفرم، بهینه سازی و استانداردسازی کلیه مراحل فرآیند طراحی و ساخت ایمپلنت های سفارشی تیتانیومی جایگزین استخوان مورد توجه قرار گرفته است تا بتوان این محصول را به صورت خدمتی مطمئن از نظر ایمنی و کارآیی، و نیز با مستندسازی مطابق دستورالعمل های لوازم پزشکی، در اختیار بیماران قرار داد.

اهمیت پلتفرم طراحی و ساخت ایمپلنت های سفارشی

فرزام فرهمند عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف و مجری این طرح گفت: نکته قابل توجه در موضوع فراوری ایمپلنت سفارشی این است که در آن هر محصول به صورت اختصاصی و با توجه به ویژگی های یک بیمار خاص طراحی و ساخته می گردد و لذا با محصول دیگر فرق دارد. از اینرو، برخلاف حالت متداول فراوری صنعتی که در آن محصول استانداردسازی می گردد، در فراوری سفارشی نمی توان محصول را استانداردسازی کرد بلکه باید زنجیره فرآیندی فراوری استانداردسازی گردد.

وی گفت: بر این اساس، پروژه توسعه پلتفرم طراحی و ساخت ایمپلنت های سفارشی تیتانیومی جایگزین استخوان از فروردین 1398 تا شهریور1401 و با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری در مرکز تحقیقات فناوری های توانبخشی موفقیان دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته است. در این پروژه، کلیه مراحل طراحی، ساخت و عملیات تکمیلی ایمپلنت های سفارشی تیتانیومی مورد مطالعه، مدل سازی، تحلیل و تست قرار گرفته و زنجیره فرآیندی فراوری شامل طراحی مفهومی و تفصیلی، ساخت افزایشی بر اساس روش SLM، عملیات تکمیلی سطحی و حرارتی، و پردازش های نهایی نظیر شستشو و استریل بهینه سازی، استانداردسازی و مستندسازی شده است. بعلاوه، بازرسی های دوره ای و آزمون های کنترل کیفی غیرمخرب برای کلیه مراحل فراوری پیش بینی و طراحی شده اند تا از ایمنی و کارآیی محصول اطمینان حاصل گردد.

ضمن اینکه فرآیندهای پیگیری بالینی و الگو برداری مورد توجه قرار گرفته اند تا از تجربیات پیشین در فرآیند طراحی و ساخت ایمپلنت های نو استفاده گردد. بدین ترتیب پلتفرمی پیشرفته است که قادر است انواع مختلف ایمپلنت های سفارشی تیتانیومی را برای بیماران نیازمند کشور و منطقه فراوری نموده و ایمنی و کارایی محصولات را بر اساس استانداردهای بین المللی تضمین نماید.

فرهمند در مورد همکاران این پروژه گفت: با توجه به ماهیت چند رشته ای پروژه، کارشناسان و متخصصانی با تخصص های متنوع در حوزه های بیومکانیک، طراحی، ساخت و فراوری و مواد و متالورژی در این پروژه مشارکت داشته اند که از جمله می توان به دکتر مراد کریم پور، مهندس احسان عبداللهی، مهندس مائده بهادران، دکتر امیرحسین جباری، دکتر محمد خوشکلام، مهندس سعید علیپور و مهندس غزاله مرادخانی اشاره نمود.

جراحی فک و صورت و جراحی ارتوپدی کاربرد اصلی این ایمپلنت های تیتانیومی

عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک در مورد کاربرد این ایمپلنت ها گفت: ایمپلنت های سفارشی جایگزین استخوان از کاربردهای وسیعی در انواع مختلف جراحی، بخصوص جراحی فک و صورت و جراحی ارتوپدی برخوردارند. پلتفرم پیشرفته در این پروژه قادر است انواع مختلف این ایمپلنت ها شامل؛ ایمپلنت های مفصلی و غیرمفصلی، ایمپلنت های سیمانی و غیرسیمانی (اتصال مستقیم ایمپلنت و استخوان)، ایمپلنت های سالید و متخلخل و ایمپلنت های متحمل بارهای مکانیکی کوچک، میانه (نظیر نیروی بایت) و بزرگ (نظیر نیروی وزن) را به صورت بهینه و استاندارد طراحی و فراوری نماید.

فرهمند در انتها گفت: این پلتفرم هم اکنون به صورت محدود تجاری سازی شده است و خدمات آن در اختیار جراحان و بیمارستان های منتخب قرار می گیرد. به طوری که تا به امروز ایمپلنت های سفارشی در انواع مندیبل پارشیال و کامل، جمجمه، زایگوماتیک و کف چشم، تمپورال و لبه اوربیت، انگل فک، و مخروط های فمور و تیبیا برای جراحی تعویض مفصل زانو به صورت اختصاصی برای بیماران فراوری شده و در 25 عمل جراحی مورد استفاده قرار گرفته اند که نتایج آنها کاملا موفقیت آمیز بوده است. انتظار می رود که با سرمایه گذاری مناسب و افزایش ظرفیت فراوری، این پلتفرم به صورت کامل تجاری شده و بتواند نیازهای بیماران سراسر کشور را به انواع ایمپلنت های سفارشی تامین کند.