همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: شیشه معمولا به‌عنوان ماده‌ای شکننده شناخته می‌شود، اما ویژگی‌های مولکولی مشابه استخوان دارد از جمله اینکه مقاومت آن در برابر فشار بسیار بیشتر از مقاومت آن در برابر کشش است. همین ویژگی الهام‌بخش محققان شد تا به‌دنبال توسعه نوعی شیشه سازگار با بدن انسان بروند که بتواند جایگزینی برای دندان و استخوان باشد.
چالش‌های چاپ سه‌بعدی شیشه
به گزارش اینترستینگ اینجینیرینگ، روش‌های سنتی چاپ سه‌بعدی شیشه نیازمند دماهای بالای بیش از ۲۰۰۰ درجه فارنهایت و استفاده از پلاستیک‌های سمی بود و این موضوع تاکنون کاربرد آن را در پزشکی محدود می‌کرد.
اما تیمی از محققان چینی به سرپرستی «جیانرو شیائو»، «تائو چن» و «هوانان وانگ» در روشی نوین با ترکیب ذرات سیلیکا با بارهای مخالف و افزودن یون‌های کلسیم و فسفات، یعنی موادی که در شکل‌گیری سلول‌های استخوانی نقش دارند، ژلی قابل چاپ تولید کردند که در دمای ۱۳۰۰ درجه فارنهایت سخت می‌شود.
این دستاورد می‌تواند تحولی در حوزه پزشکی ترمیمی، به‌ویژه دندانپزشکی و جراحی‌های ارتوپدی ایجاد کند.
بیشتر بخوانید:
- دانشمندان نخاع قطع شده موش ها را ترمیم کردند | گامی بزرگ به سوی درمان آسیب‌های نخاعی
- راز لاغری افراطی | چرا برخی افراد هرگز چاق نمی‌شوند؟
- تشخیص دقیق‌تر، عوارض کمتر با کمک هوش مصنوعی| آیا AI جای جراحان را می‌گیرد؟
عملکرد بالا در آزمایش‌ها
برای بررسی کارایی این محصول، عملکرد سه ماده مختلف شامل شیشه سیلیکا ساده، نوعی جایگزین تجاری استخوان دندانی و همچنین بیوشیشه تولیدی جدید، در ترمیم جمجمه خرگوش‌ها مقایسه و بررسی شد. نتایج نشان داد محصول تجاری رشد اولیه سریع‌تری داشت، اما بیوشیشه دوام بیشتری نشان داد. پس از هشت هفته، اغلب سلول‌های استخوانی به داربست بیوشیشه متصل شده بودند، در حالی‌که شیشه ساده تقریبا هیچ رشدی نداشت.
خودترمیمی و شکل‌پذیری بیوشیشه
این پژوهش نه تنها از نظر پزشکی بلکه از منظر فنی نیز دستاوردی مهم محسوب می‌شود. روش جدید بدون نیاز به افزودنی‌های آلی یا دماهای بسیار بالا، امکان چاپ ساختارهای شیشه‌ای مستحکم را فراهم کرد. ژل‌های ساخته‌شده با خاصیت خودترمیمی، شکل‌پذیری بهتری داشتند و پس از پخت در دمای پایین، همچنان زیست‌فعال ماندند و رشد استخوان را پشتیبانی کردند.
چشم‌انداز آینده
پژوهشگران تأکید کردند این روش می‌تواند به تولید جایگزین‌های استخوانی ارزان، سفارشی‌سازی‌شده و سازگار با بدن منجر شود؛ کاربردهایی که فراتر از دندانپزشکی، در حوزه‌های مختلف پزشکی و حتی صنایع دیگر مانند ماشین‌آلات و انرژی گسترش خواهد یافت.
