هوافضا- علوم هوایی
توسط پژوهشگر دانشگاه صنعتی اصفهان؛

ساخت نوع جدیدی از کیج ها برای درمان دیسک بین مهره ای

ساخت نوع جدیدی از کیج ها برای درمان دیسک بین مهره ای

هوا فضا: اصفهان دانش آموخته دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ساخت نوع جدیدی از کیج های بین ستون فقرات برای درمان بیماری دیسک بین مهره ای شده است. کیج های تولید شده در آزمون های عملی مختلف ارزیابی و رفتار مکانیکی آنها بوسیله چند نرم افزار شبیه سازی شده است.



به تازگی محمد رشادی نژاد، دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک از دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ساخت نوع جدیدی از کیج های بین ستون فقرات شده است. این پژوهشگر حوزه مهندسی مکانیک در گفت و گو با ایسنا و در توضیح این ابداع خود اظهار داشت: موضوع این پروژه طراحی، ساخت و مشخصه یابی کیج های بین مهره ای است. اگر بر اثر کهولت سن یا وقایع غیرمترقبه، کیج های کمر به ویژه ناحیه کیج های کمری که ۱L تا ۵Lرا شکل می دهند و از این میان مخصوصاً ۴L و ۱S _ ۵L، گرفتار لطمه شوند، قابلیت آنها در جذب انرژی یا درحقیقت انعطافشان از میان می رود.

او افزود: بعد از آن، لایه پیرامونی و در کل ارتفاع دیسک کاهش پیدا می کند؛ یعنی دو مهره به یکدیگر نزدیک می شوند. در این زمان، لایه پیرامونی دیسک یک برآمدگی پیدا می کند. اگر این لطمه به قدری پیشرفت کند که لایه پیرامونی دیسک پاره شود، ماده ژلاتینی یا هسته‌ی دیسک روی اعصاب نخاعی فشار می آورد.

این دانش آموخته دانشکده مهندسی مکانیک با اعلان اینکه این فشار وارد شده به اعصاب نخاعی پیامدهایی دارد، افزود: فرد لطمه دیده در این مرحله احساس درد می کند. ستون مهره ها، اعصاب سیاتیک، کمر و پاها همگی درگیر این حس ناخوشایند می شوند. در این مواقع، فرد به پارگی یا فتق دیسک گرفتار شده است و به درمان نیاز دارد. راهکار درمانی آن نیز به طور معمول عمل جراحی است.

عمل جراحی چنین دیسکی به همجوشی مهره ای یا فیوژن مشهور است و روند خاصی دارد که رشادی نژاد توصیفش کرد: در این عمل، دیسک لطمه دیده را از بین دو مهره تخلیه می کنند. سپس یک نوع ایمپلنت، یعنی کیج را که کاشتنی است بین آن دو مهره قرار می دهند. این کیج می تواند از جنس پلیمر یا فلز باشد. در سالهای اخیر استفاده از فلز یا آلیاژ تیتانیوم بیش از نمونه های دیگر مورد توجه بوده است.

ضرورت تولید کیج های متخلخل سه بعدی از جنس تیتانیومی

این دانش آموخته مهندسی که پروژه فعلی موضوع پایان نامه اش همین موضوع و هم اکنون دفاع کرده است، در تحلیل استفاده از تیتانیوم برای ساخت کیج بیان کرد: پلیمر عملاً خواص نزدیک به استخوان را دارد، اما تیتانیوم به سبب برخورداری از زیست سازگاری بیشتر، استواری و خواص مکانیکی آلیاژی است که نمی توان آنرا نادیده گرفت و الان تمایل به استفاده از آن فراوان است.

تیتانیوم سفتی و سختی خاصی در مقایسه با استخوان انسان دارد که پژوهشگر علم مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان در باب آن اشاره کرد: تیتانیوم در مقایسه با استخوان آدمی سفت تر است و بدین سبب اگر بصورت توپُر در تماس با سطح استخوان قرار بگیرد، آنرا گرفتار لطمه و خوردگی می کند.

او که برای رفع نقص مورد اشاره در ابداعش از تیتانیوم متخلخل بهره برده است، اضافه کرد: در این پروژه تیتانیوم را بصورت متخلخل طراحی کردیم. در حقیقت، از ساختارهای سلولی مختلف در کیج مدنظرمان بهره گرفتیم، بطوریکه خواص آن از نظر سفتی به استخوان انسان نزدیک باشد، اما به آن لطمه نزد. به بیان دیگر، استخوان را گرفتار خوردگی نکند.

تاکنون کیج های متخلخل متنوع با ساختارهای مختلفی به دست این مبدع تولید شده که درباره ی شان اظهار داشت: این کیج های مختلف از نظر میزان تخلخل با یکدیگر فرق دارند. تمامی آنها را نیز در آزمون های عملی مختلف ارزیابی یا رفتار مکانیکی شان را بوسیله چند نرم افزار شبیه سازی کرده ایم.

رشادی نژاد تصریح کرد: در این پژوهش، آن ساختار سلولی که از نظر رفتاری بیش از بقیه به استخوان شباهت داشت، برگزیدیم. هندسه کیج را برمبنای همین نمونه طراحی کردیم. رفتار این کیج نیز در محیط بیرون از بدن شناسایی و بررسی گردید که نتیجه‌ی مثبت و رضایت بخشی داشت.

در این پژوهش از پرینتر سه بعدی نیز استفاده شده است که این پژوهشگر مکانیک درباب آن اشاره کرد: چون این کیج ها متخلخل هستند، ساختار سلولی دارند و از هندسه ای پیچیده برخوردار می باشند، به روش های معمول قابل ساخت نبودند. به این جهت، ما از پرینتر سه بعدی فلز یا چاپ سه بعدی برای تولیدشان بهره بردیم.

ادامه پژوهش در راه تجاری سازی

این پژوهش همچنان ادامه دارد و در مرحله‌ی توسعه و تکمیل است. دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان در واکاوی آن اظهار داشت: حالا اصلی ترین کاری که به بررسی آن نظر داریم، انجام تست های خستگی و ارزیابی های زیستی آنست. اگر از این مرحله نیز با نتایج مثبت عبور نماییم، در حوزه تجارت نیز به کار خواهد رفت یا به عبارت دیگر تجاری سازی آن محقق می شود.

او در معرفی استادان راهنما و مشاورش که زیرنظر آنها پایان نامه خودرا نوشته است، اظهار داشت: محسن بدرالسمایی، عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان و احسان فروزمهر، عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان، استادان راهنمای من بودند. عباس قائی، عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان نیز مشاورم بود.

رشادی نژاد که به دریافت گرنت پژوهشی از دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شده است، درباره ی تامین هزینه های این پروژه بیان کرد: روند این پژوهش و ابداع کیج های آن بسیار گران بود و باتوجه به تورم روزبه روز گران تر هم می شود. خوشبختانه دانشگاه صنعتی اصفهان از من حمایت مالی کرد. همچنین، بوسیله استادانم از کمک های یک شرکت در شهرک علمی تحقیقاتی اصفهان بهره مند شدم تا این ابداع محقق شود.




1403/03/17
11:31:49
0.0 / 5
162
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۵ بعلاوه ۳
لینک دوستان هوا فضا
هوا فضا هوافضا