به نقل از دانشگاه تهران، در پژوهشی که به تازگی در مرکز تحقیقات اسکلتی و عضلانی دانشکده مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر مراد کریم‌پور، استاد گروه بیومکانیک و پژوهشگرانی از دانشگاه علوم پزشکی تهران انجام شده است، عملکرد نوعی ایمپلنت مکمل پروتزهای زانو که متناسب با بدن بیمار طراحی شده (patient-specific diaphyseal femoral cone) در جراحی تعویض مفصل مجدد زانو مورد بررسی بیومکانیکی قرار گرفته است.

دکتر کریم‌پور با بیان اینکه این مطالعه یک پژوهش میان‌رشته‌ای است، گفت: هدف از این تحقیق، رفع چالش‌های جراحی تعویض مفصل مجدد زانو (Revision Total Knee Arthroplasty) و بررسی تأثیر استفاده از ایمپلنت‌های شخصی‌سازی شده و به طور خاص، مخروط‌های دیافیزیال فمور، به همراه استم با طول‌های متفاوت، از منظر بیومکانیکی، نظیر توزیع تنش و یا جابه‌جایی نسبی بوده است.

وی افزود: یکی از چالش‌های عمده در این قبیل جراحی‌ها در بیمارانی که برای بار دوم و یا سوم نیازمند تعویض مفصل هستند، دستیابی به تثبیت (fixation) مناسب میان بافت استخوان و پروتز است. راهکار غالب جراحان برای تثبیت، استفاده استم‌های (stem) بلند بوده که گاهی به دلیل نبود بافت استخوانی مناسب، ناشی از جراحی پیشین و تضعیف بافت استخوانی، امکان‌پذیر نیست. همچنین مطالعات بالینی نشان داده است که استفاده از استم‌های بلند، گاهی منجر به بروز دردهای آزاردهنده در اندام بیمار و در ناحیه قرارگیری انتهای استم (stem tip pain ) می‌گردد. استفاده از ایمپلنت‌های مکمل پروتزهای تعویض مفصل زانو که بر اساس آناتومی هر بیمار طراحی و ساخته می‌شوند، راهکار جایگزینی برای تثبیت استخوانی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است.

دکتر کریم‌پور همچنین درباره مزیت‌های استفاده از ایمپلنت‌های مکمل نظیر مخروط‌های متخلخل، اظهار داشت: این روش علاوه بر دستیابی به تثبیت بهتر استخوانی، از بروز پدیده سپر تنشی که از عوامل اصلی شل‌شدگی پروتز است، جلوگیری می‌کند. همچنین سطح متخلخل این ایمپلنت‌ها، به رشد داخلی و نفوذ سلول‌های استخوانی و در نتیجه یکپارچگی ایمپلنت و استخوان، کمک شایانی کرده و به تثبیت ثانویه می‌انجامد. تطابق کامل آناتومیک ایمپلنت با استخوان از دیگر مزایای ایمپلنت‌های شخصی‌سازی‌شده است.

عضو هیأت علمی دانشکده مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، درباره روش انجام این پژوهش، گفت: در این مطالعه مدل‌سازی سه‌بعدی استخوان فمور بیماران کاندید جراحی تعویض مفصل مجدد زانو، با استفاده از تصویربرداری سی‌تی‌اسکن صورت گرفت و جراحی تعویض مفصل مجدد زانو، با قرارگیری استم، پروتز زانو و ایمپلنت شخصی‌سازی شده مکمل (مخروط دیافیزیال فمور) شبیه‌سازی شد. جهت بررسی توزیع تنش فون میزز و جابجایی نسبی پروتز زانو در هنگام استفاده از ایمپلنت‌های مکمل و عدم استفاده از آنها، تحلیل المان محدود، در شرایط بارگذاری متفاوت زانو شامل راه رفتن معمولی و بالارفتن و پایین آمدن از پله انجام شد.

دکتر کریم‌پور در خصوص نتایج به دست آمده از این ارزیابی‌های بیومکانیکی گفت: نتایج شبیه‌سازی‌ها در بارگذاری‌های مختلف نشان داد که جابه‌جایی نسبی پروتز و استم، در هنگام استفاده از مخروط‌های شخصی‌سازی‌شده، به عنوان عامل تثبیت‌کننده ناحیه متادیافزیال فمور، به طور معناداری در مقایسه با حالتی که از این ایمپلنت‌ها استفاده نمی‌شود، کاهش خواهد داشت. در نتیجه، هنگام استفاده از مخروط‌های شخصی‌سازی‌شده، می‌توان از استم کوتاه‌تر استفاده کرد و علاوه بر دستیابی به تثبیت مناسب و قابل قبول، از عوارض احتمالی استم‌های بلند نیز جلوگیری کرد.

مقاله منتج از این پژوهش، در مجله Journal of Orthopaedics منتشر شده  است.