ساخت استنت‌های پلیمری هوشمند
قلب بی‌وقفه در حال پمپ كردن خون به داخل رگ‌هاست تا بتواند اكسیژن موجود در خون را به تمام سلول‌های بدن برساند، در حالی كه قلب نیز مانند دیگر اعضای بدن نیازمند دریافت اكسیژن و خون‌رسانی دائمی است كه عروق كرونر این وظیفه را به عهده دارند. تصلب جدار داخلی عروق كرونر یا سخت‌شدگی رگ‌ها، سبب ایجاد اختلال در خون‌رسانی میشود.
امروزه این بیماری در كشور ما نیز مانند دیگر كشورها شیوع پیدا كرده است. یكی از روش‌های درمان این بیماری، آنژیوپلاستی عروق كرونر است كه معمولا با استنت انجام میشود. استنت یك لوله كوتاه فلزی مشبك است كه روی بالن قرار می‌گیرد. بالن و استنت به محل تنگی عروق كرونر هدایت میشود.
در محل تنگی عروق بالن متسع شده و استنت باز میشود كه بین دو دیواره رگ جاگذاری میشود و به باز نگه داشته شدن رگ كمك می‌كند. اگرچه بیش از این آنژیوپلاستی بدون استفاده از استنت انجام می‌شد، اما امروزه به دلیل تاثیر بسیار زیاد استنت در مدت زمان باز ماندن رگ بعد از آنژیوپلاستی از این روش استفاده میشود.
با توجه به پیشرفت‌های به دست آمده در علم پزشكی، امروزه تغییرات بسیار زیادی در ساختار استنت‌های اولیه ایجاد شده كه كارایی آنها را در مقایسه با گذشته افزایش داده است.
از آنجا كه از سال ۱۹۷۰ تاكنون استفاده از آلیاژهای فلزی حافظه‌دار شكلی در پزشكی مطرح شده است، در حال حاضر پیشرفت‌های زیادی در این زمینه به دست آمده كه منجر به گسترش كاربرد این روش در زمینه‌های مختلف قلب و عروق، گوارش و مجاری ادراری و همچنین اصلاح اندام‌های ناقص، ارتودنسی و حتی تجهیزات پزشكی شده است.
یكی از مهم‌ترین كاربردهای این نوع آلیاژهای فلزی استفاده از آنها به عنوان استنت است. در سال‌های اخیر با توجه به رشد روزافزون روش‌های جراحی غیرتهاجمی، استفاده از استنت‌های دارای مكانیسم انبساط خود به خودی در بازگشایی عروق نیز افزایش یافته است كه در آنژیوپلاستی عروق در سرخرگ‌هایی كه دچار تنگی حاد و شدید شده باشند برای باز نگه داشتن عروق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این روش، حجم استنت حافظه‌دار شكلی با استفاده از فرآیندی ترمودینامیكی به شكل موقت كاهش یافته و با سوار شدن روی كاتتر و از طریق كشاله ران یا دست به محل گرفتگی هدایت میشود.
به گفته دكتر شادی حسن‌آجیلی، دانش‌آموخته مهندسی پلیمر از دانشگاه تربیت مدرس كه اجرای این طرح تحقیقاتی را به راهنمایی خانم دكتر گلشن ابراهیمی به عهده داشته است اثر حافظه در این استنت پس از هم‌دما شدن با بدن آشكار میشود. در این حالت، استنت به شكل اصلی خود برگشته و درون رگ باز میشود.
این عمل سبب اتساع رگ در ناحیه گرفتگی شده، مانع تنگی مجدد در جدار رگ میشود. در حال حاضر از استنت‌های فلزی معمولی و حافظه‌دار به صورت گسترده در درمان این عارضه یعنی برطرف شدن تنگی عروق استفاده میشود.
یكی از نقاط ضعف استنت‌های فلزی در این زمینه، انعطاف‌پذیری پایین آنها در مقایسه با جدار عروق است. این ویژگی سبب میشود در مناطقی از استنت تمركز تنش بر دیواره رگ ایجاد شود كه در نتیجه با توجه به ویژگی‌های هندسی استنت‌های فلزی، احتمال بروز صدمات شدید بر دیواره افزایش خواهد یافت.
علاوه بر این، فلزات در مقایسه با پلیمرها از زیست سازگاری پایین‌تری برخوردارند و چنانچه به عنوان كاشتنی استفاده شوند، احتمال پس زدن آنها از سوی بدن با مكانیسم واكنش التهابی بیشتر خواهد بود.
در این شرایط، سیستم ایمنی بدن سلول‌هایی خاص در جدار رگ‌ها ترشح می‌كند كه می‌تواند موجب بسته شدن مسیر جریان خون شود. با توجه به این موضوع، مدتی است كه استفاده از پلیمرها به عنوان ماده‌ای در ساخت استنت‌های قلب و عروق مورد توجه قرار گرفته است.
این نوع استنت‌ها علاوه بر این‌كه مشكلات موجود در استنت‌های فلزی را به حداقل می‌رسانند از مزیت‌های دیگری مانند سهولت فرآیند ساخت، كاهش قیمت، قابلیت بارگذاری دارو و زیست سازگاری نیز برخوردارند.
به گفته دكتر حسن‌آجیلی، طراحی ساخت استنت پلیمری هوشمند با اثر حافظه شكلی از تركیب پلیمری دوجزیی از جنس پلی‌یورتان و پلی‌كا پرولاكتون برای اولین بار در كشور مورد مطالعه قرار گرفته است.
یكی از مهم‌ترین ویژگی‌های طرح این است كه برای اولین بار تلاش شده تركیبی از این ۲ ماده پلیمری با اثر حافظه شكلی ساخته شود كه اثر آن در محدوده‌های دمای بدن قابل مشاهده است.
اگر این تركیب پلیمری تا دمایی بالاتر از نقطه ذوب بلورهای آن گرم شود، جریان پیدا نخواهد كرد. در این حالت، تنش اعمال‌شده بر ماده سبب جهت‌گیری زنجیرها میشود. اگر پلیمر با حفظ تنش خنك شود مناطق عبوری در فاز پلی‌كا‌پرولاكتون تشكیل شده و سبب انجماد تنش الاستیك میشود بنابراین حتی با حذف تنش، شكل موقتی در ماده حفظ خواهد شد.
شكل اولیه نیز با گرمایش ماده تا بالای دمای ذوب بلورها بازیابی میشود. وجود دامنه‌های سخت در پلی‌یورتان كه همچون اتصالات عرضی عمل می‌كند عاملی است كه نقش مهمی در برگشت‌پذیری ماده دارد.
در تركیب پلیمری پیشنهادی برای ساخت استنت‌ها، دمایی كه در آن اثر حافظه شكلی مشاهده میشود در محدوده دمای بدن تنظیم شده است. به همین دلیل استنت پلیمری با ویژگی‌های هندسی به صورت موقت به فنری با قطر داخلی كوچك‌تر تبدیل شده و به كمك سیستم انتقال‌دهنده مانند كاتتر به محل گرفتگی در رگ منتقل میشود.
فنر با گرمایش موضعی تا اندكی بالاتر از دمای بدن و گذر از دمایی كه در آن اثر حافظه شكلی مشاهده میشود، باز شده و به شكل دائم خود درمی‌آید. برای استفاده كاربردی از این استنت پلیمری، آزمون‌های زیست سازگاری در محیط آزمایشگاه، در گروه هماتولوژی دانشگاه تربیت مدرس و تحت نظارت دكتر سلیمانی انجام شده است.
زیست سازگاری تركیب پیشنهادی در محیط آزمایشگاه، با استفاده از سلول‌های فیبروپلاست مورد بررسی قرار گرفته است. چسبندگی و تكثیر مناسب سلول‌هایی كه به روش‌های كیفی و كمی ارزیابی شده است، نشان می‌دهد این تركیب پیشنهادی از نظر ایجاد مسمومیت سلولی مشكلاتی را به وجود نخواهد آورد.
به گفته دكتر حسن‌آجیلی، در بخش دیگری از این تحقیق برای انجام آزمایش در بطن موجود زنده، مدل حیوانی گوسفند تحت عمل جراحی قرار گرفته است و استنت درون سرخرگ گردن (كاروتید) كاشته شد.
این بخش از طرح تحقیقاتی انجام‌شده در بخش تحقیقات بالینی مركز قلب تهران و با همكاری دكتر احمدی پزشك جراح و عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشكی تهران، دكتر ربانی، سرپرست واحد تحقیقات تجربی مركز قلب تهران و همچنین دكتر شیوانی، رئیس بخش رادیولوژی مركز انجام شد، پس از كاشت موفقیت‌آمیز استنت درون سرخرگ به روش جراحی، برای سنجش جراحی استنت از محیط، تشكیل لخته احتمالی و بسته شدن مسیر جریان در یك فاصله زمانی یك ماهه سونوگرافی راپلررنگی انجام شد. بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد پس از گذشت ۶ ماه از جراحی، هیچ نوع لخته‌ای ایجاد نشد و گرفتگی در مسیر سرخرگ به وجود نیامد و در نتیجه مسیر جریان كاملا باز بود.
حسن‌آجیلی در پایان خاطرنشان كرد، با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیقات، می‌توان از این تركیب پلیمری به عنوان ماده‌ای در ساخت استنت حافظه‌دار شكلی استفاده كرد كه می‌تواند بسیاری از معایب و مشكلات موجود در استنت‌های فلزی را به حداقل برساند یا از میان بردارد. علاوه بر این، استفاده از این نوع استنت‌های پلیمری، بهبود بیمار پس از انجام آنژیوپلاستی عروق كرونر را به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد كه پیشرفت مهمی در درمان بیماری‌‌های عروق قلبی محسوب میشود.
● بیماری عروق كرونر
جالب است بدانید آترواسكروز یا سخت‌شدگی دیواره رگه‌ها از دوران كودكی آغاز میشود و در میانسالی و سالمندی به تنگی و باریك شدگی قطر داخلی رگ‌ها می‌انجامد كه در نتیجه، دسترسی قلب به مواد غذایی و اكسیژن كم میشود. این حالت در زمان فعالیت شدت بیشتری دارد، چرا كه در زمان فعالیت، قلب باید ضربان بیشتری داشته باشد و خون بیشتری را به اندام‌ها پمپ كند بنابراین به اكسیژن و مواد غذایی بیشتری نیاز دارد و عروق كرونر به علت تنگی قادر به رساندن این میزان اكسیژن و مواد غذایی به عضله قلب نخواهد بود. اگر عروق كرونر به علت رسوب چربی و مواد دیگر در دیواره رگ‌ها دچار تنگی و انسداد شده باشند، با استفاده از آنژیوگرافی عروق كرونر قابل تشخیص هستند.
در آنژیوپلاستی نیز همانند آنژیوگرافی ابتدا قسمت كوچكی با داروی زایكویمین بی‌حس و سپس یك برش كوچك كمتر از یك سانتی‌متر در این ناحیه ایجاد میشود و سپس یك لوله پلاستیكی توخالی كه كمی كوچك‌تر از قطر داخلی مغزی خودكار بیك است از طریق این بریدگی كوچك وارد شریان رانی میشود. این لوله پلاستیكی نازك از طریق شریان آئورت آنقدر بالا می‌رود تا به شریان كرونر برسد. پزشكی كه این كار را انجام می‌دهد از طریق نمایشگری كه شبیه تلویزیون است حركت لوله نازكی پلاستیكی را تا محل انسداد عروق كرونر دنبال می‌كند.
وزنامه جام‌جم
