استفاده از جريان آب در جراحى
۱۳۸۵ دی ۱۲, سه‌شنبه
فرسودگى استخوان، متأسفانه درمان‌ناپذير است. مثلأ وقتى استخوانهاى زانو فرسوده مى‌شوند و برداشتن هر قدم با درد همراه است يكى از راه‌هاى درمان، جايگزين كردن يك قطعه استخوان مصنوعى با استخوان ساييده شده است. در جراحى بخشى از استخوان با اره مخصوصى بريده مى‌شود و قطعه مصنوعى درون زانو پيوند مى‌خورد.
اگر استخوان با كمى انحا بريده شود قطعه پيوندى بهتر درون جوش مى‌خورد، اما مشكل اينجاست كه با اره‌هاى جراحى فقط می‌توان استخوان را مستقيم بريد. گروه مهندسى دانشگاه هانور آلمان روش تازه‌اى براى اين نوع جراحى ابداع كرده است. به جاى اره مى‌توان از جريان آب استفاده كرد، جريانی شبيه به اشعه، البته نه اشعه ليزر، اشعه‌اى از جنس آب.
از منفذ ريز يك لوله آهنى كوچك جريان باريكى از آب كه به زحمت با چشم غيرمسلح قابل ديده است روى استخوان گرفته مى‌شود. شدت جريان آب بقدرى زياد است كه استخوان را سوراخ مى‌كند. البته قرار نيست استخوان را سوراخ كرد! "كريستيان بيسكوت" يكى از افراد تيم مهندسى مشغول برش استخوانى است كه درون ماكت انسانى كار گذاشته شده است. او با مهارت بخشى از استخوان برش مى‌دهد.
استفاده از جريان آب به جاى ليزر روش چندان تازه‌اى نيست. در موارد صنعتى هنگام برش فلزات يا موادى كه سختى كمترى دارد از اشعه آبى به جاى ليزر استفاده مى‌شود، مثلاً هنگام برش موكت‌هاى كف ماشين در اتومبيل سازى. مزيت اين روش اينجاست كه هنگام برش قطعه با جريان آب، تركيبات اوليه گرم نمى‌شود. برش ليزرى، قطعه‌اى را كه روى آن كار مى‌شود داغ مى‌كند. اين گرما بسيارى از مواد اوليه مثل مصنوعات نخ و پشم موكت‌هاى درون ماشين را بد فرم مى‌كند. اما از طرف ديگر شدت جريان آب هنوز به حدى نيست كه بتواند مواد سخت‌ترى مثل ورقه‌هاى آهنى را هم برش دهد. مهندسان آلمانى براى برطرف كردن اين نقص دست به ابتكار جالبى زده‌اند. جريان آب با ذرات ريز شن همراه مى‌شود. به اين ترتيب ذرات شن، قدرت برش جريان آب را افزايش مى‌دهند.
هدف مهندسان دانشگاه هانور استفاده از جريان آب در پزشكى است. در مورد فوايد اين روش بيسكوت مى‌گويد : ” مزيتش اين است كه مثلاً ما در جراحى زانو طورى استخوان را برش مى‌دهيم كه فرم منحنى پيدا كند و نه اينكه مثل برش با اره صاف بريده شود. در نهايت پروسه درمان و پيوند قطعه مصنوعى هم بهتر پيش مى‌رود.“
در حالى كه گرماى ناشى از اره كشيدن استخوان را گاه تا صدوپنجاه درجه سانتى‌گراد داغ مى‌كند و سلولهاى استخوانى را از بين مى‌برد، جريان آب سرد است، سلولها آسيب نمى‌بينند و پس از پيوند قطعه مصنوعى درون استخوان سلولهاى محل پيوند بهتر رشد مى‌كنند و قطعه خوب جوش مى‌خورد. اما هنگام برش استخوان نمى‌توان از ذرات شن استفاده كرد. كريك بورمن يكى ديگر از مهندسان تيم مى‌گويد:” اگر از شن استفاده كنيم بخشى از اين ذرات شنى درون بدن مى‌مانند كه باعث التهاب مى‌شود و چرك مى‌كند.“
اين گروه تصميم دارد به جاى ذرات شن از دانه‌هاى ريزى از جنس منيزيوم استفاده كند. بورمن اضافه مى‌كند:” اين ذرات جذب بدن مى‌شوند يا اصلأ جذب خود استخوان مى‌شوند و يا اينكه دفع مى‌شود و پس از مدتى اثرى از آنها باقى نمى‌ماند.“
نكته اينجاست كه بايد تمامى جوانب جراحى با جريان آب خوب سنجيده شوند. مثل احتمال لخته شدن خون يا متورم شدن بافت اطراف استخوان. مشكل بعدى قطع يكباره جريان آب پس از برش استخوان است، زيرا اطراف استخوانها بافت‌هاى نرمترى هستند كه نبايد آسيب ببينند. گروه مهندسى در فكر طراحى مكنده‌اى است كه زير استخوان قرار مى‌گيرد و پس از پايان جراحى آب را جذب مى‌كند. در مدت سه سال آينده اولين نمونه كامل اين طرح كه قابل استفاده در پزشكى خوهد بود وارد بازار مى‌شود. آيا اين روش جاى اره‌هاى استخوانى را خواهد گرفت؟
بيسكوت:” فكر نمى‌كنم براى هميشه و به طور كامل جانشين شود به دليل اينكه بخش‌هاى از بدن قابل دسترسى نيستند مثل جراحى جمجمه يا ستون فقرات. استفاده از جريان آب با ضريب خطر بالايى همراه است در اين موارد نمى‌توان ريسك كرد.“