تقنية جديدة لتطوير المفاصل والأطراف الصناعية بأشعة الليزر

أعلن علماء روس من معهد إلكترونيات التيار العالي التابع لأكاديمية العلوم الروسية عن تطوير تقنية مبتكرة لمعالجة الغرسات المعدنية المستخدمة في التطبيقات الطبية باستخدام أشعة الليزر فوق البنفسجية ، مما يسمح بتنظيف الأسطح المعدنية وتعقيمها وتحسين خصائصها الحيوية في خطوة واحدة.

تهدف التقنية الجديدة إلى جعل الغرسات الطبية أكثر توافقاً مع أنسجة الجسم، الأمر الذي قد يسهم في تحسين فرص نجاح عمليات الزرع وتجنب المضاعفات المرتبطة برفض الجسم للطرف الصناعي ، حيث تتيح هذه التقنية تنفيذ عدة عمليات مهمة في دورة معالجة واحدة تشمل: إزالة الملوثات العضوية من السطح ، وتعقيم المادة ، وتعديل الخصائص السطحية للغرسة ، وتحسين توافقها مع الأنسجة والخلايا.

حدد الباحثون المعايير الأكثر فعالية لعملية المعالجة، وتبين أن الطول الموجي البالغ نحو 266 نانومتراً هو الأنسب لهذه المهمة ، حبث يتميز هذا الطول الموجي بعدة مزايا منها : تقليل التأثير الحراري على المادة ، وتعديل الطبقة السطحية فقط دون التأثير على البنية الداخلية ، والحفاظ على الخصائص الميكانيكية للغرسة ، وتحسين أداء السطح البيولوجي .

وقد أظهرت التجارب أن المعالجة بالليزر تؤدي إلى تكوين طبقة أكسيد رقيقة على سطح المعدن تساعد فى زيادة محبة السطح للماء، و تسمح هذه الخاصية بانتشار السوائل الحيوية بشكل أفضل على سطح الغرسة ، وتعمل على تحسين التصاق الخلايا ، مما يساعد الخلايا على الارتباط بالسطح بصورة أكثر كفاءة.

وأاضاف العلماء أن المعالجة بالليز تساعد فى تعزيز الاندماج مع العظام ، وهو عامل أساسي لنجاح زراعة المفاصل والأسنان والأطراف الصناعية ، مشيرين أنها تعمل على تحسين التوافق مع الدم ، مما قد يقلل من مخاطر بعض المضاعفات المرتبطة بالتفاعل بين الدم والأسطح المعدنية .

أظهرت نتائج الاختبارات أن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية حققت تحسناً ملحوظاً في الخصائص الحيوية للمواد الطبية ، وقد شملت النتائج: خفض مؤشر السمية الخلوية بنحو 25%. ، وزيادة درجة محبة السطح للماء بنسبة تتراوح بين 50% و85% وفقاً لنوع المادة المستخدمة ، وتعد هذه المؤشرات مهمة لأنها ترتبط مباشرة بقدرة الجسم على تقبل الغرسة المزروعة ، ومن أبرز مزايا التقنية الجديدة قدرتها على استهداف مناطق صغيرة جداً تتراوح أحجامها بين عدة ميكرومترات وعدة مليمترات ، كما أنها تسمح بتعديل خصائص أجزاء مختلفة من الغرسة الواحدة بحسب الوظيفة المطلوبة.

ويرى الباحثون أن التقنية تمتلك إمكانات واسعة في العديد من المجالات الطبية، أبرزها: زراعة الأسنان ، وتحسين التصاق الغرسات بالعظام المحيطة وزيادة فرص نجاح الزراعة ، وجراحة العظام وتعزيز اندماج المفاصل الصناعية والمثبتات المعدنية مع الهيكل العظمي ، بالاضافة إلى عمليات الاستبدال المفصلي ، ورفع كفاءة الأطراف والمفاصل الاصطناعية المزروعة داخل الجسم.

ويخطط الفريق العلمي لمواصلة دراسة تأثير خصائص الليزر المختلفة على أنواع متعددة من المواد الطبية ، حيث سيركز الباحثون على تحليل تأثير: طاقة الليزر ، والطول الموجي ، وسرعة المسح الليزري على المواد التي تختلف في :التوصيل الحرارى ، ومعدلات امتصاص الإشعاع ، ويأمل العلماء أن تسهم هذه الدراسات في توسيع استخدام التقنية مستقبلاً في إنتاج غرسات طبية أكثر أماناً وكفاءة.