طراحی و ساخت کاپ پروتز مفصل هیپ بر پایه uhmwpe, pdms, ha و بهینه سازی خواص

پروتزهای مفصلی هر یک دارای معایب مشخصی هستند که نشان دهنده تفاوت عملکرد آنها نسبت به مفصل ایده آل و طبیعی بدن است. در پروتز مفصل مصنوعی ران با در نظر گرفتن تاثیر کاپ استابولوم در عملکرد مناسب مفصل، رعایت معیارهای طراحی نظیر سهولت جایگذاری، حداقل بودن حجم استخوان برداشته شده از استابولوم، عدم چرخش و جابجایی کاپ، اتصال محکم و مناسب، سایس و خزش کم و توزیع مناسب تنش های مکانیکی وارده حین سیکل راه رفتن به کاپ از اهمیت بسزایی برخوردارند. امروزه در بین معیارهای طراحی اشاره شده، تلاش عمده محققین به اتصال مناسب کاپ به حفره استابولوم شده معطوف است، به طوری که درکاپ های غیرسیمانی هدف اصلی ایجاد پوشش متخلخل بادوام و ترغیب کننده استخوان به رشد در پوشش کاپ و حذف پیچ های محکم کننده آن به استخوان لگن است. با در نظر گرفتن معایب و مزایای کاپ های امروزی، در این کار تحقیقاتی طرحی جدید از کاپ پروتز مفصل ران ارایه شد که دارای سه لایه بهم پیوسته بود. این لایه ها از داخل به بیرون به ترتیب uhmwpe، کامپوزیت(pdms) /uhmwpe و لایه خارجی مجاور استابولوم کامپوزیتی از pdms با بیوسرامیکهای هیدروکسی اپاتیت و بتا تری کلسیم فسفات می باشد. در این طراحی سعی شده است تا با بکارگیری سیلیکون به همراه بیو سرامیک های هیدروکسی آپاتیت (ha) و بتا تری کلسیم فسفات(?-tcp) کامپوزیتی تهیه شود که لایه بیرونی کاپ پلی اتیلنی را پوشانده و ضمن اتصال اولیه بیولوژیکی مناسب به حفره استابولوم، خاصیت جذب ضربات و شوک های مکانیکی وارده طی سیکل راه رفتن را دارا باشد. در این تحقیق نمونه های متعددی از لایه های کاپ پلیمری بصورت ورقه و با نسبت درصد های مختلفی ساخته و هویت یابی شد. نتایج خواص مکانیکی/ موفولوژیکی نشان داد که در لایه بیرونی کاپ، خواص بهینه کامپوزیت در ترکیب 25 قسمت ?-tcp در 100 قسمت لاستیک پلی دی متیل سیلوکسان حاصل شده وسیلیکون حاوی ?-tcp نسبت به ha از خواص مکانیکی و استحکام بیشتری برخوردار است. در ادامه آزمون های سازگاری زیستی به روش in vitro از نوع سمیت سلولی بروی کامپوزیت هایpdms/?-tcp وpdms/ha انجام پذیرفت که نتایج نشان داد سلولهای فیبروبلاست از نوع l929 از رشد بسیار خوبی در مجاورت نمونه ?-tcp pdms/ برخوردار است. به جهت بررسی استخوان سازگاری تعداد 40 نمونه از کامپوزیت، در استخوان لگن هفت گوسفند کاشته شد. نمونه ها پس از گذشت مدت زمان سه ماه، 6 ماه، یکسال از کاشت برداشته و بررسی هیستوپاتولوژی بروی آنها انجام پذیرفت. نتایج یکساله بررسی نشان داد که کامپوزیت پلی دی متیل سیلوکسان دارای 25 قسمت ?-tcp بطور کامل با استخوان ایلیاک گوسفند سازگار بوده است و شواهدی دال بر التهاب بافت استخوانی مجاور نمونه و پس زدن ایمپلانت وجود ندارد. بنابرنتایج این تحقیق ساخت کاپ از ترکیب مواد مذکور و بطور سه لایه برای کاشت دربدن انسان مناسب خواهد بود.