أعلن فريق من العلماء الروس في جامعة بيرم التقنية (Perm Polytechnic University) عن تطوير تكنولوجيا جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح تصنيع دعامات قلبية قابلة للتحلل الحيوي، تذوب داخل الجسم بشكل طبيعي بعد أن تؤدي وظيفتها في استعادة تدفق الدم إلى القلب.

وقد نُشرت نتائج هذا الابتكار في مجلة The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2025)، ضمن بحث أُجري في مختبر السوائل الحيوية التابع لجامعة بيرم، بدعم من وزارة التعليم والعلوم الروسية.

المشكلة الطبية التي يسعى الابتكار إلى حلّها                                                                                                           

يُعد تضيّق أو انسداد الشرايين نتيجة الجلطات الدموية أحد الأسباب الرئيسية للإصابة بالسكتات الدماغية، وهي من أكثر مسببات الوفاة حول العالم.

ويستخدم الأطباء عادة الدعامات (Stents) — وهي أنابيب شبكية دقيقة — لفتح الشرايين المسدودة من الداخل.

لكن المشكلة الأساسية في الدعامات المعدنية التقليدية أنها:

لا تتكيّف مع نمو الأوعية الدموية لدى الأطفال،

وتتطلب عمليات جراحية لاحقة لإزالتها،

وهو ما يمثل تحديا كبيرا خصوصا في جراحات القلب للأطفال الذين يعانون من عيوب خلقية في الأوعية الدموية.

دعامات ذكية تذوب بعد أداء مهمتها

تمكّن فريق الباحثين من جامعة بيرم التقنية بالتعاون مع جامعة كازان وجامعة سيريوس الروسية وجامعة لافبورو البريطانية (Loughborough University) من ابتكار حل مبتكر تماما يتمثل في دعامات قابلة للتحلل الحيوي.

هذه الدعامات تُصنع باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد من حمض البولي-لاكتيك (Polylactic Acid – PLA)، وهو بوليمر حيوي متوافق مع الجسم البشري يمكنه التحلل بأمان داخل الجسم بعد فترة محددة من الزمن دون أي آثار جانبية.

تفاصيل عملية التطوير والتجارب العلمية

سعى الباحثون إلى تحقيق توازن دقيق بين المرونة والقوة والمتانة في الدعامة الجديدة.

ولهذا الغرض، تم تطوير دورة هندسية متكاملة تشمل:

تصميم الدعامة عبر النمذجة الحاسوبية ثلاثية الأبعاد.

اختبار آلية فتحها داخل نموذج ثلاثي الطبقات من الشريان.

ضبط معايير الطباعة الدقيقة مثل درجة الحرارة، وسرعة الطباعة، وقطر الفوهة.

بعد التصنيع، خضعت النماذج لاختبارات الشد والضغط لتحليل توزيع الإجهادات الميكانيكية وضمان انفتاح متجانس للدعامة دون إلحاق أي ضرر بجدران الأوعية الدموية.

دعامات مخصصة لكل مريض

تُعد هذه التقنية قفزة كبيرة نحو الطب الشخصي، إذ يمكن الآن تصميم دعامة تناسب كل مريض على حدة بحسب:

بنية أوعيته الدموية،

حالته الصحية،

وخصائص العملية الجراحية المقررة له.

ويُتوقع أن تكون لهذه التقنية تطبيقات واسعة في جراحة قلب الأطفال، حيث يُعد الحل الأمثل هو استعادة تدفق الدم مؤقتا دون الحاجة إلى تدخل جراحي لاحق لإزالة الدعامة.

مستقبل واعد للطب الحيوي الروسي

يمثل هذا الابتكار نقلة نوعية في مجال الهندسة الطبية الحيوية، إذ يجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وعلم المواد الحيوية لإنتاج أجهزة طبية ذكية تتفاعل مع الجسم البشري.

ويؤكد الباحثون أن هذه التقنية تمهّد الطريق لتطوير أطراف وأجهزة قابلة للتحلل الحيوي في المستقبل، مما سيقلل الاعتماد على الجراحات المعقدة ويعزز من جودة حياة المرضى حول العالم.