انواع ایمپلنت های ارتوپدی

مقدمه ای بر ایمپلنت های ارتوپدی

ایمپلنت های ارتوپدی برای درمان آسیب های شدید بافت استخوانی و بافت نرم متصل به استخوان مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع آسیب های مختلف استخوانی ممکن است بر اثر ضربه شدید به استخوان در تصادفات و یا سقوط از ارتفاع و یا حتی زمین خوردن اتفاق بیفتد. میزان آسیب در استخوان های کم تراکم به مراتب بیشتر از استخوان های پر تراکم می باشد. در پاره ای از آسیب ها، بافت های نرم متصل به بافت استخوانی دچار زوال می گردند مانند زوال دیسک بین مهره ای که منجر به تحریک شبکه نخاعی و تحمیل درد شدید به بیمار می شود. ایمپلنت های ارتوپدی در داخل بدن در تماس با استخوان، جایگذاری می گردد و به صورت موقت یا همیشگی، باعث پایداری محل آسیب دیده در طول مدت درمان می گردد. ایمپلنت های ارتوپدی را می توان به گروههای مختلف دسته بندی کرد که عبارتند از: ایمپلنت های تروما، ایمپلنت های ترمیم بافت نرم، ایمپلنت های نقص عضو، ایمپلنت های ستون فقرات، ایمپلنت های جایگزین مفاصل، داربست ترمیم بافت نرم. به طور کلی ایمپلنت های ارتوپدی از مواد مختلفی ساخته می شوند.

پرکاربردترین ماده، آلیاژ تیتانیوم می باشد که کاربرد زیادی در تولید ایمپلنت های تروما، ستون فقرات و ترمیم بافت نرم دارد. بقیه مواد شامل فولاد زنگ نزن، آلیاژ کبالت کروم، پلیمر پلی اتلین با وزن مولکولی افزاینده (UHMWPE)، پلیمر پلی اتراترکتون (PEEK) در رتبه دوم کاربرد در تولید ایمپلنت های ارتوپدی می باشند. در رتبه سوم موادی همچون آلیاژ زیرکنیوم، کامپوزیت هیدروکسی آپاتایت- پلی اتراترکتون، کامپوزیت فیبر کربن- پلی اتراترکتون و هیدروکسی آپاتاتیت قرار دارند. انواع ایمپلنت های ارتوپدی و مواد بکار رفته برای ساخت آنها در مقالات جداگانه ای مفصلاً شرح داده می شوند. در این مقاله به ویژگی های کلی هر گروه از ایمپلنت های ارتوپدی جهت آشنایی اولیه دانشجویان و علاقه مندان پرداخته می شود.

ایمپلنت های تروما

این گروه از ایمپلنت ها برای درمان شکستگی ناشی از تروما که ممکن است به دلایل مختلف مانند تصادفات، سقوط و … اتفاق بیفتد، مورد استفاده قرار می گیرد. در اثر شکستن استخوان به طوریکه استخوان حداقل به دو قسمت تقسیم گردد، روش درمان غیر از استفاده از ایمپلنت های تروما وجود ندارد. در واقع دو قسمت های استخوانی که دیگر اتصال و ارتباطی با یکدیگر ندارند، باید توسط جسم خارجی در موقعیت اولیه و آناتومیک خود تثبیت شوند تا در ناحیه جدایش به هم جوش بخورند و دوباره تبدیل به یک استخوان یکپارچه گردند. این امر در مواقعی که استخوان به بیشتر از دو قسمت شکسته می شود، به مراتب پیچیده تر و سخت تر می گردد. مراحل استفاده از این نوع ایمپلنت ها به گونه ای است که در ابتدا قسمت های مختلف استخوانی که در اثر شکستگی ایجاد شده است با استفاده از ابزار جراحی عمومی ثابت سازی موقت می گردد و سپس با استفاده از پین، قسمت های استخوانی در کنار هم قرار می گیرند به طوریکه خطوط یا صفحات جدایش کاملاً بر روی هم منطبق گردند و به صورت یک استخوان یکپارچه تثبیت گردد. پس از آن ایمپلنت انتخاب شده با استفاده از پیچ های مخصوصی به قسمت ها یا تیکه های استخوان متصل گردیده و به یک استراکچر ترکیبی ایمپلنت و استخوان تبدیل می گردد. از انواع ایمپلنت های تروما می توان سیستم پیچ و پلاک (Trauma Plating Systems)، سیستم نیل (Intramedullary Nailing system) و سیستم فیکساتور خارجی (External Fixator System) اشاره کرد.

سیستم پیچ و پلاک پر مصرف ترین نوع ایمپلنت های تروما می باشد به طوریکه تقریباً تمامی استخوان های بدن از استخوان های انگشت پا تا استخوان فک در صورت شکستگی قابل تثبیت سازی با سیستم پیچ و پلاک می باشد. در این سیستم، پلاک طراحی شده بر روی استخوان، در محل آسیب دیده قرار می گیرد و از محل سوراخ های تعبیه شده در آن، پیچ های مربوطه که (غالباً در سه نوع پیچ های قفل کننده (Locking Screw)، پیچ های فشاری (Compressor Screw) و پیچ های نگهدارنده (Log Screw)، طراحی و تولید می شوند)، به قسمت های استخوانی شکسته شده وارد شده و موقعیت پلاک را بر روی استخوان تثبیت می کنند. پلاک به صورت مستقیم یا آناتومیک طراحی می گردد. جهت تثبیت سازی (Fixation) شکستگی در قسمت میانی استخوان های بلند (diaphyseal)، از پلاک مستقیم و جهت تثبیت سازی شکستگی در قسمت های انتهایی استخوان (metaphyseal) که نزدیک به مفاصل بدن می باشند، از پلاک آناتومیک استفاده می گردد. برای اطمینان از پایداری استراکچر ترکیبی ایمپلنت و استخوان و جلوگیری از شل شدگی پیچ در داخل استخوان، استفاده از پیچ های قفل کننده به تعداد کافی، لازم و حیاتی می باشد. پیچ های فشاری و نگهدارنده نیز برای فشردن تکه های استخوانی کوچکتر به سمت پلاک و نگه داشتن آنها در موقعیت آناتومیک و همچنین اعمال یک نیروی تماسی در محل های جدایش تکه های استخوانی (Fracture Gap) جهت استخوان سازی و همجوشی بهتر کاربرد دارند. در موضوع ایمپلنت های تروما، مخصوصاً سیستم پیچ و پلاک، موضوعات فنی زیادی وجود دارد که در مقالات بعدی مفصلاً به آنها پرداخته خواهد شد. نمونه هایی از ایمپلنت تروما در شکل 1 نشان داده شده است.

پروتز مفصل

گروه دیگر مهم ایمپلنت های ارتوپدی، پروتزهای جایگزین مفاصل بدن می باشند. این گروه از ایمپلنت ها به پروتز تعبیر می شوند چرا که به عنوان یک جسم خارجی برای همیشه در بدن باقی می مانند و در واقع جایگزین بخش یا تمام مفاصل می گردند. طراحی و توسعه پروتزهای مفاصل دارای چالش ها و الزامات بیشماری است که امروزه کمتر تولید کننده ای به سراغ توسعه این نوع ایمپلنت ها می رود. در صورت طراحی و ساخت خوب قطعات سیستم پروتز، ممکن است کارکرد و عملکرد قطعات در تماس بر روی یکدیگر، از کیفیت خوبی برخوردار نباشد و پس از مدتی، سیستم پروتز دچار شل شدگی و یا عدم کارایی گردد. سیستم پروتز مفصلی از قطعات متعددی تشکیل می گردد. به طور مثال پروتز جایگزین مفصل زانو از 4 قطعه تشکیل شده است. جهت طراحی پروتزهای مفصلی، ابتدا آناتومی مفصل گروه های مختلف سنی و نژادی در یک جمعیت مشخص در زنان و مردان، با استفاده از عکس های رادیو گرافی مورد مطالعه قرار می گیرد. پروفایل استخوان های درگیر در ناحیه مفصلی توسط نرم افزارهایی مانند mimics و simpleware، استخراج می گردد و با وارد کردن مدل استخراج شده در نرم افزارهایی با قابلیت مندسی معکوس (مانند CATIA، محیط Shape Design)، ابعاد پروفایل تخمین زده می شود. سپس با در نظر گرفتن ناحیه ای از استخوان که لازم است بریده شود، مدل قطعات پر -وتز طراحی می گردد. حرکات نسبی قطعات پروتز مفصلی که بر روی هم حرکت می کنند، باید مطابق یا نزدیک حرکات نسبی دو استخوان درگیر در ناحیه مفصلی سالم باشد.

پروتز مفصل زانو

پروتز زانو برای درمان سایش شدید غضروف یا شکستگی های استحوانی چند تکه ای (multi-fragmentary)، در انتهایی ترین ناحیه استخوان ران و تیبیا در نزدیکی مفصل زانو، استفاده می شود. در چنین آسیب هایی، غضروف و بخشی از استخوان برداشته شده و پروتز زانو جایگرین آن می گردد. اجزا یا پروتزهای جایگزین شده به طور دائم به عنوان مفصل زانو عمل می کنند و عملکرد مفصل، نزدیک به مفصل سالم را، فراهم می کنند. پروتزهای جایگزین بار وزن بدن را از استخوان ران به استخوان تیبیا یا درشت نی منتقل می کنند و همچنین نیروی عکس العمل از استخوان تیبیا به استخوان ران اعمال می گردد. پروتز زان شامل ایمپلنت های فمورال (femoral)، کشکک (patella)، اینسرت (tibial insert) و تری (tibial tray) می باشد.

پروتز مفصل لگن (پروتز مفصل ران یا هیپ)

پروتز لگن برای اکثر آسیب های شدید غضروف یا استخوان در مفصل ران استفاده می شود که در آن دو گروه پروتز (فمورال و استابولوم) به ترتیب از طریق پروگزیمال فمور و استابولوم جایگزین می شوند. مطابق با شدت آسیب، عملکرد تاندون ها و رباط های مفصل ران، شرایط استخوانی و سطح فعالیت مورد نیاز بیمار، ممکن است از پروتزهای مختلفی استفاده شود.

(با خرید و دانلود مقاله، از خواندن ادامه مطلب در مورد انواع مختلف ایمپلنت های ارتوپدی و جزییات اختصاصی هر کدام، بهره مند شوید. امیدوارم این مقاله بتواند به شما در شناحت بهتر ایمپلنت های ارتوپدی کمک کند. موفق باشید!)