کیج گردنی از جنس تیتانیوم – نسل اول
اولین نسل از کیج گردنی از جنس تیتانیوم یا آلیاژ تیتانیوم ساخته شد. فلز تیتانیوم به دلیل استحکام و مقاومت خوردگی بالا همواره مورد توجه سازندگان و توسعه دهندگان ایمپلنت های ارتوپدی و به خصوص ایمپلنت ستون فقرات بوده است. همچنین طراحان ایمپلنت در گذشته توجه بیشتری به استحکام بالای ایمپلنت در برابر نیروهای اعمال شده فیزیولوژیکی، در محل کاشت ایمپلنت، داشته اند. در واقع نگرانی ازحیث شکستگی یا ترک در ایمپلنت همواره طراحان را به استفاده از فلزات در توسعه ایمپلنت ها سوق داده است. به همین دلیل اکثر کیج های گردنی از جنس تیتانیوم با ساختار قوی (با میزان سفتی یا stiffness بالا)، به مرور باعث بروز ایراداتی در کنش های مکانیکی با استخوان مهره های گردنی گردید و در نتیجه بافت استخوانی دچار آسیب گردید و یکپارچگی خود را با کیج گردنی تیتانیومی از دست داد. برای رفع این مشکل، مفهوم تقسیم تنش مکانیکی یکسان (stress shielding) به وجود آمد که به موجب آن کاهش خصوصیات مکانیکی و سفتی کیج گردنی مورد توجه قرار گرفت. نسل های بعدی کیج گردنی جهت اصلاح کنش مکانیکی کیج گردنی تیتانیومی طراحی و ساخته شد.
کیج گردنی از جنس پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل اول
اولین استراتژی برای کاهش اثر پوشش مکانیکی یا ناسازگاری کنش مکانیکی کیج گردنی با بافت استخوانی، استفاده از پلیمر پلی اتراترکتون (PEEK) به جای فلز تیتانیوم، توصیه شد. پلیمر PEEK یک پلیمر پیشرفته با ویژگی های مکانیکی و حرارتی منحصر به فردی می باشد که در صنعت هوافضا رشد یافته است. این پلیمر دارای دمای ذوب 360 درجه سانتیگراد و مدول مکانیکی حدود GPa 4 می باشد. در ابتدا این نگرانی وجود داشت که کیج گردنی PEEK نتواند استحکام مکانیکی کافی در برابر نیروی فشاری مابین مهره های گردنی (حدود 250 نیوتون) داشته باشد. بنابراین کیج گردنی PEEK با فضای داخلی خالی کوچک و در نتیجه دیواره های ضخیم تولید شد. با توجه به خصوصیات مکانیکی خوب پلیمر PEEK، در مقایسه با دیگر پلیمرها، استحکام مناسب کیج گردنی PEEK در تست های فشاری آزمایشگاهی مشاهده شد و به مرور کیج های گردنی از جنس PEEK روانه بازار ایمپلنت های ارتوپدی شدند و برای درمان عمل فیوژن گردنی، مورد استفاده قرار گرفتند. نتیج بالینی قابل قبولی از جایگذاری کیج گردنی PEEK مشاهد شد به طوری که ارتفاع دیسک پس از سال ها جایگذاری کیج، تقریبا ثابت نگه داشته شد و این یک موفقیت کارکردی و عملکردی کیج PEEK شاخته شد. این در حالی هست که ارتفاع دیسک یا ارتقاع نسبی مهره های کناری دیسک، در کیج های گردنی تیتانیومی، پس از مدتی ممکن است در مواردی کاهش یابد و در برخی موارد باعث بروز مشکلات بالینی متعددی گردد.
کیج گردنی از جنس پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل دوم
یک از محدودیت های کیج گردنی PEEK، فضای کوچک خالی در داخل کیج می باشد. همانطور که می دانیم این فضا برای جایگذاری مواد استخوان ساز یا تکه های بافت استخوانی کوچک می باشد تا بتواند با ایجاد تماس بیولوژیکی با مهره های مجاور، امکان رشد بافت استخوانی در داخل کیج را فراهم آورد و از این طریق عمل فیوژن یا همان همجوشی استخوانی مابین دو مهره مجاور اتفاق بیافتد. در واقع هنگامی که این بافت جدید استخوانی در فضای دیسک و در داخل کیج ایجاد گردد، باعث نگهداشتن ارتفاع دیسک در انحنای ستون فقرات می گردد. بنابراین وقتی فضای داخلی کیج کوچک باشد، امکان تشکیل بافت استخوانی قوی مابین مهره های مجاور کاهش می یابد. در این شرایط کیج گردنی تبدیل به یک spacer یا پرکننده فضای بین دو مهره می شود و در واقع از ماهیت کیج بودن خارج می گردد. برای رفع این نقیصه، نسل دوم کیج های گردنی PEEK طراحی و توسعه داده شد. در نسل دوم کیج های گردنی PEEK، دیواره های کیج نازک تر و فضای داخلی کیج بزرگتر شد. برای کاهش میزان تنش فشاری در سطوح بالای و پایینی کیج، این سطوح به صورت آناتومیک و منحنی وار طراحی شد به طوری که سطح منحنی وار مهره ها با سطح تماس بیشتری بر روی کیج ها قرار گیرد و در نتیجه نیروی فشاری در سطح بزرگتری توزیع گردد و در نهایت میزان تنش مکانیکی در کل سطح کیج گستره شود. نسل دوم کیج های گردنی PEEK با استقبال بسیار خوبی از طرف جراحان ستون فقرات پذیرفته شد و خوشبختانه مشاهدات بالینی خوبی بعد از استفاده از آن گزارش گردید.
در حال حاضر این نوع کیج در ایران توسط 9 شرکت ایرانی، که دارای مجوز از اداره کل تجهیزات پزشکی هستند، تامین می شود و در اختیار جراحان ستون فقرات و بیمارستان ها قرار می گیرد. قیمت ثبت شده این نوع کیج حدود 1,700,000 تومان یا 2,050,000 تومان در وبسایت اداره کل تجهیزات پزشکی ثبت شده است.
کیج گردنی از جنس تیتانیوم – نسل دوم
همانطور که می دانیم بیش از 50 سال هست که فلز تیتانیوم در صنعت ایمپلنت های ارتوپدی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنان طرفداران زیادی دارد و لذا با وجود نتایج بالینی چشمگیر نسل دوم کیج های گردنی PEE، طراحان و توسعه دهندگان ایمپلنت های تیتانیومی، سعی کردند ایرادات کیج گردنی تیتانیومی نسل اول را برطرف و نوع جدیدی از کیج گردنی تیتانیومی را به بازار ایمپلنت معرفی کنند. در نسل جدیدتر یا دوم، دیواره های کیج کمی نازک تر شد و در دیواره های کناری کیج، شکاف ایجاد گردید. این امر در راستای کاهش سفتی یا stiffness کیج در کنش مکانیکی با بافت استخوانی مهره های مجاور انجام گردید تا باعث کاهش چشمگیر فرو رفتگی مهره ها در دیواره های کیج گردد. وجود شکاف ها در دیواره های کیج گردنی تیتانیومی باعث افزایش جابجایی الاستیک یا ایجاد یک خاصیت فنری در کیج می گردد که باعث توزیع بار یا نیروی مکانیکی بهتری به مهره های مجاور می شود. همچنین وجود شکاف های کناری منجر به مشاهده روند تشکیل بافت استخوانی درون کیج را در عکس های رادیوگرافی پس از جراحی، میسر می سازد. این ویژگی در کیج گردنی PEEK به خوبی قابل دستیابی هست، چرا که پلیمر PEEK اشعه رادیوگرافی را از خود عبور می دهد یا اصطلاحا radiolucent هست. فراوانی این کیج همانند نسل دوم کیج گردنی PEEK نمی باشد، ولی با توجه به استحکام مکانیکی بهینه آن، می تواند برای کیج کمری بازدهی بهتری داشته باشد.
کیج گردنی از جنس پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل سوم
یکی از مفاهیم توسعه ایمپلنت های ارتوپدی در سال های اخیر، موضوع پیوند بیولوژیکی ایمپلنت با بافت استخوانی می باشد. در واقع طراحان به این فکر کردند که چگونه می توان میزان یکپارچگی ایمپلنت با استخوان را افزایش داد. برای رسیدن به این هدف، روش های متعددی برای ارتقاء شرایط سطوح ایمپلنت که با بافت استخوانی در تماس هست، معرفی و استفاده شده است. یک از این روش ها برای کیج گردنی، متخلخل کردن سطوح بالایی و پایینی کیج می باشد. سطوح متخلخل باعث ایجاد بستری در سطح کیج گردنی، برای نفوذ و رشد بافت استخوانی به درون لایه متخلخل، می گردد. از دیگر تغییرات در نسل سوم کیج گردنی PEEK، می توان به ایجاد شکاف در دیواره های کناری کیج، اشاره کرد. با توجه به استحکام بالای کیج گردنی PEEK در برابر نیروی بین مهره ای در ناحیه گردنی، طراحان همچنان stiffness یا سفتی کیج گردنی PEEK را کاهش داده اند تا کنش مکانیکی کیج با استخوان به شرایط بهینه تری ارتقاء یابد.
کیج گردنی از ترکیب دو جنس تیتانیوم و پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل اول
کیج گردنی از ترکیب دو جنس تیتانیوم و پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل دوم
کیج گردنی از جنس تیتانیوم – نسل سوم
در ادامه استفاده از فلز تیتانیوم در توسعه کیج گردنی، فرآیند پرینت 3 بعدی با تکنولوژی اشعه لیزر نقطه ای، برای ساخت کیج گردنی تیتانیومی متخلخل، در دهه گذشته توسط شرکت های استارتاپی آمریکایی به بازار معرفی شد. به دلیل مفهوم کاربردی و علمی منحصر بفرد این نوع از کیج گردنی، به سرعت شرکت های بزرگ آمریکایی و اروپایی، به فکر اضاقه کردن این نوع از کیج گردنی به لیست محصولات خود، در حوزه ستون فقرات، افتادند. در چند سال گذشته، کیج گردنی تیتانیومی پرینت شده با هندسه 3 بعدی متخلخل، به وفور در بازار عرضه شده است و در کشور ایران هم شرکت هایی به دنبال توسعه این محصول جدید هستند. به دلیل تخلخل 3 بعدی کیج گردنی، فرآیند استخوان سازی یا fusion می تواند در حجم بیشتری از کیج گردنی اتفاق بیافتد و بنابراین بافت استخوانی بزرگتری مابین مهره های مجاور کیج گردنی، تشکیل گردد. در واقع در این نوع از کیج گردنی، نیاز به در نظر گرفتن فضای خای برای جایگذاری گرافت (مواد استخوان ساز یا تکه های استحوانی خرد یا له شده)، حیاتی نمی باشد. این در حالی است که در تمامی انواع کیج گردنی قبلی، فضای بیشتر و بهینه شده گرافت استخوانی، یکی از ملزومات اصلی کیج گردنی محسوب می شود. همچنین با متخلخل کردن کیج گردنی از جنس تیتانیوم، سفتی یا stiffness آن به میزان قابل ملاحظه ای نسبت به تیتانیوم غیر متخلخل، کاهش می یابد و لذا کنش مکانیکی بسیار بهینه تری با بافت استخوانی مهره های مجاور، دارد.
کیج گردنی از جنس پلی اتر اتر کتون (PEEK) – نسل چهارم
توسعه تکنولوژی پرینت 3 بعدی برای پلیمر پلی اتراترکتون (PEEK)، باعث شد تا کیج گردنی متخلخل از جنس PEEK نیز توسعه داده شود. این تکنولوژی هنوز در اختیار چند شرکت جدید در آمریکا و اروپا هست و یکی از این شرکت ها از کیج گردنی متخلخل PEEK، در اوایل سال 2024 رونمایی کرده است. همانند کیج گردنی تیتانیومی پرینت شده، فضای بیشتری برای تشکیل بافت استخوانی در فضای بین مهره ها ایجاد می شود، چراکه رشد بافت استخوانی می تواند به درون فضاهای خالی کوچک تخلخل کیج گردنی نفوذ کند.
There are no reviews yet.