وداعا للعمليات التقليدية.. تطوير سبيكة معدنية لاستخدامها في استبدال مفصل الفخد والركبة
طوَّر باحثون في جامعة توهوكو اليابانية مادة حيوية قائمة على الكوبالت والكروم، تحاكي مرونة العظام البشرية وتمتلك مقاومة ممتازة للتآكل لاستخدامها في عمليات الزرع مثل استبدال مفصل الفخد أو الركبة وألواح العظام.
وأشار الباحثون في دراستهم المنشورة في مجلة أدفانسيد ماتيريلز العلمية، إلى أن المادة الجديدة تخفف من المشكلات المرتبطة بمواد الزرع الطبية التقليدية.
وزادت حاجة تحسين المواد الحيوية والداعمة للعظام التالفة، مع ازدياد أعداد المسنين حول العالم، ما ساهم في ازدياد استخدام المعادن بسبب قوتها وليونتها.
ومعظم المواد الحيوية المعدنية أكثر صلابة من العظام، لذلك فإن استخدامها كغرسات يؤدي إلى ضمور العظام، وهي حالة تنخفض فيها كثافة العظام بسبب انهيار مادة وهيكل العظم، فضلا عن فقدان المواد الحيوية عالية المرونة لخاصية مقاومة التآكل.
وتحافظ السبيكة فائقة المرونة والمصنوعة من سبائك النيكل والتيتانيوم والمستخدمة في الدعامات والأسلاك التقويمية، على مرونة عالية وقدرة على التعافي من الإجهاد.
وفيما سبق، لم تعطِ السبائك الخالية من مادة النيكل الحساسة، المرونة الكافية لتطوير سبائك عملية، ما جعلها غير فعالة.
وركز الباحثون في جامعة توهوكو اليابانية، ومعهد أبحاث المواد ووكالة الطاقة الذرية اليابانية، والأكاديمية التشيكية للعلوم، على تقليل الفجوة بين الغرسات المعدنية والعظام البشرية.
وقال شياو شو، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة في جامعة توهوكو ومؤلف الدراسة: ”نظرا لاعتماد معامل يونج على الاتجاه البلوري، قمنا بتطوير بلورات مفردة ذات اتجاه بلوري محدد“.
ونجح الباحثون باستخدام تقنية المعالجة الحرارية الدورية، في تحضير بلورات مفردة كبيرة بحجم سنتيمترات عدة.
وأظهرت سبيكة ”كو سي آر آل سي“ المطورة، معدل استرداد سلالة بنسبة 17% وشابه معامل يونج الخاص بالسبيكة المعدلة مرونة العظام البشرية بنسبة كبيرة، وهو ضعف معدل السبيكة التجارية.
وأضاف شياو شو: ”تفاجئنا بمرونة المواد القائمة على الكوبالت والكروم ومقاومتها العالية للتآكل“؛ وفقا لموقع فيز دوت أورج.
ويأمل الباحثون مستقبلًا في متابعة دراستهم وكشف أسباب الخصائص الفائقة للسبيكة، على أمل أن يساعدهم ذلك في تطوير مواد من الجيل التالي تحاكي مرونة العظام بشكل أفضل.
