موضوع مقاله: رباط‌های مصنوعی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # رباط‌های مصنوعی | مقدمه: رباط‌های مصنوعی دستگاه‌هایی هستند که برای جایگزینی رباط‌های آسیب دیده استفاده می‌شوند. | ## بخش 1: رباط‌های مصنوعی | اگرچه پیوند خودکار همچنان متداول‌ترین روش بازسازی رباط است، اما مواد و ساختارهای زیادی برای بهینه‌سازی رباط مصنوعی از زمان پیدایش آن در جنگ جهانی اول ساخته شده است. بسیاری از رباط‌های مصنوعی مدرن از پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن ترفتالات ساخته شده‌اند. مهندسی بافت یک زمینه رو به رشد برای تحقیق است که هدف آن بازسازی و بازیابی عملکرد رباط است. در اولین مورد مستند رباط مصنوعی در سال ۱۹۱۴، دکتر کرنر از یک رشته از جنس نقره به عنوان پیوند مصنوعی برای بازسازی پارگی یک رباط صلیبی قدامی (ACL) استفاده کرد. در اوایل دهه ۱۹۸۰، پیشرفت فن آوری در شیمی و علوم مواد، باعث توسعه مواد مناسب پزشکی شد. طراحی رباط‌های مصنوعی در دهه ۱۹۸۰ از دو قسمت عمده تشکیل شده بود: یک کابل یا نوار نسبتاً سفت و سیلندرهای لاستیکی سیلیکون در یک یا هر دو انتهای آن. از لحاظ تئوری، انعطاف‌پذیری لاستیک سیلیکونی اجازه برخی از تغییر شکل‌ها را تحت اثر بارگذاری‌های نسبتاً کم می‌دهد، و رباط مصنوعی سفت می‌شود تا شکل خود را تحت اثر بارهای بیشتر حفظ کند. در آن زمان، مواد مورد استفاده در رباط‌های مصنوعی نمی‌توانستند عملکرد مکانیکی کافی را حفظ کنند. عملکرد مکانیکی یک رباط مصنوعی را می‌توان با مقاومت در برابر سایش، تحمل خستگی خمشی و چرخشی، و جلوگیری از لغزش یا پارگی پیوند مشخص کرد. سازگاری زیستی به رشد جدید بافت، مربوط می‌شود مهاجرت فیبروبلاست، روند ادغام ایمپلنت استخوان، کاهش التهاب، جلوگیری از زخم نفوذ بافت، و بهبود آبدوستی است. رشد بافت و مهاجرت فیبروبلاست نشان دهندهٔ بهبود مقاومت مکانیکی رباط مصنوعی است و تجمع استخوان با استخوان اطراف می‌تواند احتمال لغزش پیوند را کاهش دهد. بسیاری از رباط‌های مصنوعی برای به حداقل رساندن التهاب و نفوذ بافت زخم طراحی شده‌اند زیرا می‌توانند از مقاومت مکانیکی جلوگیری کنند و باعث پارگی پیوند می‌شوند. طراح رباط مصنوعی برای بهبود آب دوستی تلاش می‌کند زیرا آبگریزی می‌تواند پاسخ طبیعی میزبان به اجسام خارجی را تحریک کند. | ## بخش 2: رباط‌های مصنوعی | قسمت درون استخوانی شامل الیاف طولی است که توسط یک ساختار عرضی گره خورده محدود شده‌است. رباط‌های لیدز کیو از یک ساختار شبکه‌ای پلی استر تشکیل شده‌است که به دنبال تقلید از خواص مکانیکی ACL طبیعی است. متخلخل بودن رباط می‌تواند باعث رشد بافت شود که نشان داده شده‌است که خواص مکانیکی را بهبود می‌بخشد. ACL طبیعی انسان دارای استحکام کششی در مقیاس کیلو نیوتون است، و تغییر طول آن در شکست تقریباً ۱۰٪ است. رباط‌های کندی LAD دارای مقاومت کششی تقریباً 1500N در آستانهٔ شکست و سختی تقریبی ۵۰ نیوتون بر میلی‌متر هستند. رباط‌های مصنوعی LARS بسته به میزان الیاف استفاده شده، خواص مکانیکی مختلفی دارند. در طول تست، یک رباط LARS اندازه ۶۰ نمایش گذاشته شد که قدرت کششی نهایی آن 2500N در حالی که یک رباط ۱۲۰ مقاومت کششی 5600N از خود نشان داد بافت‌های رشد کرده نشان داده‌اند که خواص ویسکوالاستیک را افزایش و اصطکاک را کاهش می‌هند. پوشش دهی58S وهیدروکسی آپاتیت نشان داده‌اند که باعث بهبود استخوان سازی و فعالیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی و در مطالعات حیوانی که با استفاده از روش خیساندن روی رباط‌های PET قرار می‌گیرد. درمانهای سطحی هیدروکسی پروپیل سلولز نشان داده‌اند که باعث بهبود استخوان سازی برای رباط‌های PET در مطالعات حیوانی شده‌است. پوشش‌های اسید هیالورونیک می‌تواند آبگریزی را کاهش دهد و نشان داده‌اند که باعث کاهش بافت زخم و التهاب در داخل بدن می‌شود. پوشش‌های کامپوزیتی هیالورونیک اسید و کیتوزان را می‌توان با استفاده از روش لایه به لایه بر روی رباط‌های مصنوعی رسوب داد، و نشان داده‌اند که آن‌ها باعث تشکیل استخوان جدید در محل اتصال رباط در موش‌ها می‌شوند. از کیتوزان برای کاهش آبگریزی و بهبود استخوان سازی و رسوب مواد معدنی استفاده می‌شود، در حالی که اسید هیالورونیک باعث تقسیم و رشد سلول می‌شود. پوشش‌های پلی (سدیم استایرن سولفونات) در مطالعات حیوانی بهبود عملکرد زانو و تقلید از ACL طبیعی نشان داده‌اند. | ## بخش 3: رباط‌های مصنوعی | کاربرد بالینی رباط صلیبی قدامی (ACL) یک ساختار بدنی انسان است که اغلب آسیب می‌بیند و ممکن است بدون درمان پزشکی باعث آسیب‌های ثانویه به زانوها مانند پارگی مینیسک و تحلیل رفتن غضروف مفصلی بشود. بازسازی ACL یک روش معمول برای آسیب‌دیدگی ACL است که روی ۳۰٪ از بیماران انجام می‌شود، که می‌تواند ثبات ساختار زانو را بازگرداند. در بازسازی‌های سنتی ACL از پیوندهای اتوماگرافت یا آلوگرافت استفاده می‌شود که نیاز به زمان توانبخشی طولانی دارند و در بیشتر موارد در طولانی مدت به باعث بیماری اهدا کننده می‌شوند. پروتز رباط صلیبی Gore-Tex که در سال ۱۹۸۶ توسط FDA تأیید و بعداً در کلینیک‌ها به تصویب رسید، نرخ پایین شکست مکانیکی اما میزان بالای پارگی در پیگیری را نشان داد. در تحقیقات و پیگیری طولانی مدت بعد، رباط LK در ابتدا عملکرد امیدوار کننده ای را نشان داد اما هنوز در ۲ سال نرخ پایداری کم و تغییرات مخرب آن‌ها در مقایسه با مفصل مخالف آنها در یک دهه زیاد شد. رباط‌های LARS نه تنها در ابتدا نتایج رضایت بخشی را ارائه می‌دهند بلکه حداقل طی ۲ سال عملکرد متفاوتی ندارند. رباط‌های LARS در تحقیقات کوتاه مدت ثبات بالاتر و میزان عوارض کمتری را در مقایسه با پیوند اتوگرافت نشان می‌دهند و در یک مطالعه ۹ ساله، رباط LARS بقای ۱۰۰٪ را نشان داده‌است. پیوندهای مصنوعی ACL همیشه دچار خزش، خستگی و شکست می‌شوند، بنابراین تقاضا برای پیوندهای مصنوعی با عرضه کافی، خواص مکانیکی رضایت بخش و میزان عوارض پایین اساساً زیاد است. در حال حاضر، رباط LARS قابل مقایسه با پیوندهای اتوگرافت و سایر پیوندهای مصنوعی است. عوارض معمولاً بلافاصله پس از جراحی یا پس از مدت نسبتاً کوتاه ظاهر نمی‌شوند و در چند مورد، پس از ده سال اول شروع به نشان دادن می‌کنند. برای مطالعه عملکرد برخی مواد مصنوعی برای رباط مصنوعی و نظارت بر سلامت بیماران، تحقیقا و پیگیری لازم است. مهندسی بافت در حالی که آینده رباط‌های مصنوعی نامعلوم است، محققان برجسته مهندسی بافت قصد دارند رباط را برای بازسازی عملکرد طبیعی بازسازی و ترمیم کنند. سلول دانه باید دارای شرایطی از قبیل: به راحتی در دسترس بودن، آمادگی برای تکثیر و کارآمد در تهیه ماتریس خارج سلولی بالغ باشد. | ## جمع‌بندی | سلولهای بنیادی مانند سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان، سلولهای بنیادی مشتق از چربی، سلولهای بنیادی اطراف عروقی و فیبروبلاست پوست ختنه گاه انسان معمولاً در مهندسی بافت استفاده می‌شود.