اكتشف العلماء أن زيادة حجم حبيبات سبائك الزنك، والتي تُعتبر عادةً نقطة ضعف، يمكن أن تجعل الغرسات القابلة للتحلل الحيوي أقوى بمرتين تقريباً من الغرسات الحالية القائمة على المغنيسيوم.
وتحافظ سبائك الزنك الجديدة هذه على قوتها وثباتها في درجة حرارة الجسم، وتتحلل بأمان مع مرور الوقت، ما يوفر بديلاً محتملاً للغرسات المعدنية الدائمة التي غالباً ما تتطلب جراحة متابعة.
ووفق “ستادي فايندز”، أظهرت الاختبارات المعملية والحيوانية أن هذه المواد متوافقة حيوياً، وتتحلل بمعدل مُتحكم فيه، ويمكن تصنيعها باستخدام عمليات الأجهزة الطبية الحالية، ما يُمهد الطريق للاستخدام السريري في المستقبل.
الغرسات الحالية
وحالياً، عند كسر عظمة تحتاج إلى إصلاح جراحي، يستخدم الأطباء عادةً براغي وصفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ أو التيتانيوم. ورغم فاعليتها، تبقى هذه الغرسات في الجسم إلى الأبد، ما قد يُسبب مشاكل مثل فقدان العظام حول موقع الغرسة، وارتخائها، ويتطلب ذلك جراحة إضافية لإصلاحها.
وتساعد الغرسات القابلة للتحلل الحيوي على التئام العظام وذوبانها بأمان، ما يُغني عن جراحة الإزالة.
ومع ذلك، فإن الخيارات الحالية القابلة للتحلل الحيوي والمصنوعة من سبائك المغنيسيوم ضعيفة نسبياً، ما يحد من استخدامها في المناطق غير الحاملة للأوزان من الجسم.
سبائك الزنك
بينما تتمتع سبائك الزنك الجديدة التي طورها فريق في جامعة موناش الأسترالية بمقاومة ضغط تزيد عن 400 ميغا باسكال، ما يجعلها مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة المستخدم في الطب، ومناسبة للاستخدامات الحاملة للأوزان مثل كسور العظام الرئيسية.
وكان فريق البحث يعمل على سبائك الزنك والمغنيسيوم عندما لاحظوا أن العينات ذات أحجام الحبيبات الأكبر، المقاسة بالميكرومتر (جزء من مليون من المتر)، تتفوق باستمرار على تلك ذات الحبيبات الأصغر في اختبارات القوة.
لفهم هذه الظاهرة، فحص الباحثون عينات تتراوح أحجام حبيباتها بين 11 و47 ميكرومتراً. وباستخدام المجهر الإلكتروني المتقدم واختبارات الضغط، وجدوا أن طريقة انحناء المعدن وتحركه تتغير كثيراً اعتماداً على حجم حبيباته.
ويعود فهم هذه العلاقة العكسية إلى البنية البلورية الفريدة للزنك، حيث تُرتب ذرات الزنك نفسها في نمط سداسي، ما يجعل المعدن يتصرف بشكل مختلف تماماً في مختلف الاتجاهات، أكثر بكثير من المعادن الأخرى مثل المغنيسيوم والتيتانيوم.
وعند الضغط، تستجيب الحبيبات الأكبر داخل المعدن بشكل مختلف عن الحبيبات الأصغر، مما يُوزع الإجهاد بالتساوي ويجعل المادة أقوى.
