مرکز تحقیقاتی سزار (Caesar) در شهر بن آلمان در حال تكمیل طرح دستگاهى است كه استخوان مصنوعى مى‌سازد. قطعات مصنوعى استخوان طورى طراحى مى‌شود كه مانند تكه پازل، درست مكمل محل شكستگى خواهند شد.
مرکز تحقیقاتی سزار در شهر بن یکی از مراکز بین‌المللى پژوهش در آلمان است. در این مركز محققان جوانى از سراسر دنیا و در رشته‌های مختلف تحقیقاتی مشغول كارند. گروه‌هاى تحقیقاتى سزار بر روى پروژه‌هاى مختلفى كار مى‌كنند كه اساس آنها طرح‌هاى تازه‌اى است كه به مركز ارائه شده‌اند. پس از آنكه طرح ارائه شده مورد قبول مركز قرار مى‌گیرد این سازمان از پژوهشگران جوانى كه مدارک و سوابق کاری‌‌‌شان را از نقاط مختلف دنیا فرستاده‌اند، بهترین‌ها را گزینش و براى اجراى طرح دعوت به همكارى مى‌كند. تیم‌هاى تحقیقاتى سزار در واقع تیم‌هاى پژوهشى چند ملیتى هستند كه اعضاى آنها تا پایان پروژه با سزار همكارى مى‌كنند و پس از پایان طرح با توشه‌اى از تجربه‌اى كه در یكى از مجهزترین مراكز تحقیقاتى دنیا اندوخته‌اند به كشورشان برمى‌گردند.
یکی از تیم های تحقیقاتی موفق در مركز سزار تیم 3-mat است. این تیم بر روى پروژه جالبى در زمینه درمان استخوانهای شکسته مشغول كار است. با اینكه طرح هنوز در مرحله آزمایش است، نتایج بدست آمده بسیار امیدوار کننده به نظر مى‌رسند. پروژه در واقع تكمیل طرح و عملكرد دستگاهى است كه قطعات مصنوعى استخوان مى‌سازد. این دستگاه كه پژوهشگران مركز سزار آنرا دستگاه چاپگر سه بعدى معرفى مى‌كنند، با دریافت مواد اولیه و بر اساس طرح سه بعدی كه در اختیار دارد استخوان مصنوعى مى‌سازد.
جوش خوردن استخوان شكسته دست کم شش هفته طول مى‌كشد آنهم در بهترین حالت، یعنى وقتى استخوان جوان است و شكستگى چندان شدید نیست. شکستگی‌های شدید به جراحی نیاز دارند تا قطعات خرد شده به کمك سوزنهای مخصوص جراحى به هم فیکس شوند، پس از جوش خوردن تكه‌هاى شكسته استخوان این سوزنها باید در جراحى بعدى از بدن خارج شوند. تیم تحقیقاتى مركز سزار بر روى طرحى كار مى‌كند كه جراحى این دسته از شكستگى‌ها را بسیار ساده خواهد كرد. در این طرح یك قطعه استخوان مصنوعى به محل شكستگى پیوند مى‌خورد. قطعه مصنوعى طورى طراحى مى‌شود كه مانند تكه پازل درست مكمل شكستگى مى‌شود. هرمن زایتس (Hermann Seitz) مدیر گروه مى‌گوید: ”ما با چاپگر سه بعدى براى هر بیمار تكه استخوان مصنوعى را كه لازم دارد مى‌سازیم تكه‌اى كه دقیقاً با قسمت شكستگى جفت مى‌شود و استخوان مجددأ در بهترین حالت رشد خواهد كرد.“
تركیب استخوانهای مصنوعى که از دستگاه بیرون مى‌آیند به ترکیب طبیعی استخوان شباهت زیادى دارد. علاوه‌بر آن، استخوانهاى مصنوعى از استحكام لازم نیز برخوردارند. در مورد عملكرد دستگاه زایتس اضافه مى‌كند: ”مكانیسم دستگاه به منظور تهیه نمونه طراحى شده است. براى تهیه مدل‌ها دستگاه به طور مستقیم طرح سه بعدى را از کامپیوتر مى‌گیرد و با موادی که در اختیار دارد نمونه سازى مى‌كند.“
به این دستگاه غول پیکر نقره‌ای رنگ لوله‌های زیادى متصل‌اند كه مواد اولیه را وارد و ضایعات را خارج می‌كنند. باربارا لویكرز (Barbara Leukers) شیمیدان گروه مى‌گوید: ”چاپگر سه بعدی در اصل مثل یک چاپگر معمولى است، اما به جای اینکه از آنطرف کاغذ چاپ شده بیرون بیاید استخوان مصنوعى تحویل مى‌دهد به جای رنگ هم از مواد چسبنده مخصوص استفاده مى‌کنیم. در نتیجه در انتها یک قطعه سه بعدی بیرون مى‌آید که مو به مو با مدل کامپوتری مى‌خواند.“
ساخت هر تكه به چند ساعت زمان و در دمای بالای هزار درجه سلسیوس نیاز دارد. اما در انتها قطعه مستحکم و آبی رنگی بیرون مى‌آید که ساختمان اسفنج مانندى دارد. لویكر در مورد اینكه چرا بافت این استخوانهاى مصنوعى باید مشبك باشند مى‌گوید: ” در این شبكه‌ها رگهای خونی جریان پیدا مى‌کنند و رفته رفته درون این قطعه مصنوعى سلولهای تازه ساخته مى‌شوند. همزمان با استخوان سازی، این قطعه به طور طبیعی در بدن تحلیل مى‌رود و جای آنرا استخوان طبیعی مى‌گیرد.“
البته کل پروژه در مرحله تست روى حیوانات آزمایشگاهی است. زایتس مدیر پروژه در انتها مى‌گوید: ”انتظارات خیلى زیاد است، تا آن زمان که مفصل مصنوعی ساخته شود راه درازی در پیش داریم. برای تکمیل طرح دست کم ده پانزده سال زمان نیاز است.“
منبع : Deutsche Welle
مرکز تحقیقاتی سزار در شهر بن یکی از مراکز بین‌المللى پژوهش در آلمان است. در این مركز محققان جوانى از سراسر دنیا و در رشته‌های مختلف تحقیقاتی مشغول كارند. گروه‌هاى تحقیقاتى سزار بر روى پروژه‌هاى مختلفى كار مى‌كنند كه اساس آنها طرح‌هاى تازه‌اى است كه به مركز ارائه شده‌اند. پس از آنكه طرح ارائه شده مورد قبول مركز قرار مى‌گیرد این سازمان از پژوهشگران جوانى كه مدارک و سوابق کاری‌‌‌شان را از نقاط مختلف دنیا فرستاده‌اند، بهترین‌ها را گزینش و براى اجراى طرح دعوت به همكارى مى‌كند. تیم‌هاى تحقیقاتى سزار در واقع تیم‌هاى پژوهشى چند ملیتى هستند كه اعضاى آنها تا پایان پروژه با سزار همكارى مى‌كنند و پس از پایان طرح با توشه‌اى از تجربه‌اى كه در یكى از مجهزترین مراكز تحقیقاتى دنیا اندوخته‌اند به كشورشان برمى‌گردند.
یکی از تیم های تحقیقاتی موفق در مركز سزار تیم 3-mat است. این تیم بر روى پروژه جالبى در زمینه درمان استخوانهای شکسته مشغول كار است. با اینكه طرح هنوز در مرحله آزمایش است، نتایج بدست آمده بسیار امیدوار کننده به نظر مى‌رسند. پروژه در واقع تكمیل طرح و عملكرد دستگاهى است كه قطعات مصنوعى استخوان مى‌سازد. این دستگاه كه پژوهشگران مركز سزار آنرا دستگاه چاپگر سه بعدى معرفى مى‌كنند، با دریافت مواد اولیه و بر اساس طرح سه بعدی كه در اختیار دارد استخوان مصنوعى مى‌سازد.
جوش خوردن استخوان شكسته دست کم شش هفته طول مى‌كشد آنهم در بهترین حالت، یعنى وقتى استخوان جوان است و شكستگى چندان شدید نیست. شکستگی‌های شدید به جراحی نیاز دارند تا قطعات خرد شده به کمك سوزنهای مخصوص جراحى به هم فیکس شوند، پس از جوش خوردن تكه‌هاى شكسته استخوان این سوزنها باید در جراحى بعدى از بدن خارج شوند. تیم تحقیقاتى مركز سزار بر روى طرحى كار مى‌كند كه جراحى این دسته از شكستگى‌ها را بسیار ساده خواهد كرد. در این طرح یك قطعه استخوان مصنوعى به محل شكستگى پیوند مى‌خورد. قطعه مصنوعى طورى طراحى مى‌شود كه مانند تكه پازل درست مكمل شكستگى مى‌شود. هرمن زایتس (Hermann Seitz) مدیر گروه مى‌گوید: ”ما با چاپگر سه بعدى براى هر بیمار تكه استخوان مصنوعى را كه لازم دارد مى‌سازیم تكه‌اى كه دقیقاً با قسمت شكستگى جفت مى‌شود و استخوان مجددأ در بهترین حالت رشد خواهد كرد.“
تركیب استخوانهای مصنوعى که از دستگاه بیرون مى‌آیند به ترکیب طبیعی استخوان شباهت زیادى دارد. علاوه‌بر آن، استخوانهاى مصنوعى از استحكام لازم نیز برخوردارند. در مورد عملكرد دستگاه زایتس اضافه مى‌كند: ”مكانیسم دستگاه به منظور تهیه نمونه طراحى شده است. براى تهیه مدل‌ها دستگاه به طور مستقیم طرح سه بعدى را از کامپیوتر مى‌گیرد و با موادی که در اختیار دارد نمونه سازى مى‌كند.“
به این دستگاه غول پیکر نقره‌ای رنگ لوله‌های زیادى متصل‌اند كه مواد اولیه را وارد و ضایعات را خارج می‌كنند. باربارا لویكرز (Barbara Leukers) شیمیدان گروه مى‌گوید: ”چاپگر سه بعدی در اصل مثل یک چاپگر معمولى است، اما به جای اینکه از آنطرف کاغذ چاپ شده بیرون بیاید استخوان مصنوعى تحویل مى‌دهد به جای رنگ هم از مواد چسبنده مخصوص استفاده مى‌کنیم. در نتیجه در انتها یک قطعه سه بعدی بیرون مى‌آید که مو به مو با مدل کامپوتری مى‌خواند.“
ساخت هر تكه به چند ساعت زمان و در دمای بالای هزار درجه سلسیوس نیاز دارد. اما در انتها قطعه مستحکم و آبی رنگی بیرون مى‌آید که ساختمان اسفنج مانندى دارد. لویكر در مورد اینكه چرا بافت این استخوانهاى مصنوعى باید مشبك باشند مى‌گوید: ” در این شبكه‌ها رگهای خونی جریان پیدا مى‌کنند و رفته رفته درون این قطعه مصنوعى سلولهای تازه ساخته مى‌شوند. همزمان با استخوان سازی، این قطعه به طور طبیعی در بدن تحلیل مى‌رود و جای آنرا استخوان طبیعی مى‌گیرد.“
البته کل پروژه در مرحله تست روى حیوانات آزمایشگاهی است. زایتس مدیر پروژه در انتها مى‌گوید: ”انتظارات خیلى زیاد است، تا آن زمان که مفصل مصنوعی ساخته شود راه درازی در پیش داریم. برای تکمیل طرح دست کم ده پانزده سال زمان نیاز است.“
منبع : Deutsche Welle
شرح موضوع