با توجه به آمار، سالانه نزدیک به ۵۰۰ هزار مورد نیازمند به جراحی فک و صورت، در ایران ثبت می‌شود. بر این اساس، نیاز به روش‌های درمانی به‌روز و مؤثر برای درمان انواع نواقص استخوانی احساس می‌شود. در حالی‌که درمان دارویی برای نواقص بحرانی (بزرگ‌تر از ۲ سانتی‌متر) کافی نیست، سایر روش‌های معمول درمان، شامل پیوند استخوان (اتوگرفت، آلوگرفت و زنوگرفت)، تحریک مغز استخوان و کاشت کندروسیت اتولوگ نیز با محدودیت‌هایی نظیر کمبود منابع موجود، آسیب به سایر اعضای بدن بیمار، انتقال بیماری و پس زدن بافت پیوندی روبه‌رو است. مهندسی بافت با تولید مواد جایگزین استخوان به صورت ترکیبی از انواع مواد مصنوعی و طبیعی، و ساخت هندسه دلخواه به کمک چاپ سه‌بعدی، سعی در عبور از موانع یاد شده برای بازسازی بافت استخوان داشته است.
در این پژوهش که توسط محققین شرکت امیدآفرینان انجام شده است، داربست کامپوزیتی حاوی ذرات βTCP به روش چاپ سه بعدی پنوماتیک حرارتی تهیه گردید و تکرارپذیری نتایج ایمنی و عملکردی محصول در مقایسه با کارهای مشابه مقایسه گردید. آزمون درون‌تنی در مدل موش به صورت کاشت داربست در جمجمه اجرا، و طی سه ماه با تحلیل بافت شناسی (رنگ آمیزی H&E) ارزیابی شد.
شکل ۱: تصویر ایمپلنت چاپ شده
بر اساس تصاویر SEM، داربست‌ها دارای تخلخل‌های بهم پیوسته بودند. متوسط اندازه حفرات داربست‌ها برابر با µm350 محاسبه شد که این میزان متناسب با اندازه تخلخل مورد نیاز برای بافت استخوان است.
شکل ۲: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی داربست PCL/βTCP در دو بزرگنمایی به ترتیب از راست به چپ: µm 2000 و µm 1000
نتایج حاصل از آزمون سمیت (MTT)، درصد زنده‌مانی سلولی بالای ۸۰% از خود نشان داده است که نشان دهنده‌ی عدم سمیت داربست ساخته شده است و زیست سازگاری این داربست در شرایط برون تنی تایید می‌شود.
برای بررسی درون تنی، پس از گذشت ۱، ۲ و ۳ ماه از کاشت، یک موش از هر دو گروه کنترل (دریافت آلوگرفت) و درمان (کاشت داربست PCL-βTCP) قربانی، و محل نقص استخوان به روش H&E مورد تحلیل بافت‌شناسی قرار گرفت. سه ماه پس از کاشت (شکل ۳)، نقص استخوانی با بافت جدید پر شده و استخوان تقریبا جوش خورده است. هرچند میزان رگ‌زایی در گروه کنترل بیشتر مشاهده می‌شود، ولی شکل ترمیم استخوان در گروه درمان به شکل طبیعی استخوان نزدیک‌تر است.
شکل ۳: آنالیز بافت‌شناسی به روش رنگ آمیزی H&E برای تعیین روند استخوان‌سازی برای دو گروه کنترل (ترمیم نقص استخوان با آلوگرفت) و درمان (ترمیم نقص استخوان با داربست PCL-βTCP) در سه بازه‌های زمانی ۱، ۲ و ۳ ماه پس از کاشت در جمجمه موش.
آزمایش حیوانی، عدم بروز هرگونه عوارض ناشی از کاشت داربست، و اثربخشی آن در بازسازی استخوان را نشان داد. تحلیل بافت‌شناسی محل آسیب به روش رنگ آمیزی H&E در فواصل معین پس از کاشت داربست، نه تنها نشان‌دهنده خواص القا و هدایت استخوانی محصول بود، بلکه تطابق آن با هندسه نقص استخوانی، منجر به شکل طبیعی‌تر استخوان نسبت به گروه کنترل شده بود. این مزیت در ترمیم بافت استخوان ناحیه فک، صورت و جمجمه که هندسه پیچیده آن‌ها بر فعالیت‌های حیاتی بیمار و ظاهر وی مؤثر است، اهمیت ویژه‌ای دارد.
اگرچه نتایج قابل مقایسه داربست ارائه شده در این مقاله نسبت به محصولات مشابه، امیدبخش امکان تولید این محصول در کشور است، اما همچنان تجاری‌سازی آن نیازمند مطالعات بیشتر، و اجرای آزمون‌های استاندارد (همچون ارزیابی سمیت سیستمیک، سمیت مزمن، تعیین نرخ تخریب و خواص مکانیکی) است.
