פיתוח משתל מסוג- Vertebral Body Replacement

1. פיתוח משתל מסוג- Vertebral Body Replacement מוסא מרעב, וסים ג'ראיסה בהנחיית מר' רונן שביט המחלקה להנדסה ביו-רפואית, הפקולטה להנדסה, אוניברסיטת תל-אביב, ישראל מבוא תקציר שיטות וכלי עבודה עמוד השדרה הוא איבר גמיש היוצא מבסיס הגולגולת ומגיע עד לגב התחתון, הוא מורכב מ-33 חוליות אינדוודיואליות המחוברות על ידי דיסקים בין חוליתיים. החוליות מחולקות לשלושה קימורים עיקריים: צווארי, גבי ומותני. הדיסק הבין חולייתי הוא סחוס הנמצא בין כל שתי חוליות, התפקיד שלו דומה לבולם זעזועים, הוא שומר על יציבות בין החוליות ועל איזון של המאמצים ומניעת עומס יתר על חוליה אחת. שני הגורמים המרכזיים להרס החוליה הינם: מחסור במינרלים בחוליות וגידול ממאיר בחוליות. אנו נתמקד בפרוייקט שלנו בטיפול בחוליות שנפגעו עקב גידול ממאיר. דיון ומסקנות מטרתנו בפרוייקט זה היא פיתוח משתל לעמוד השדרה שנועד להחליף חוליה פגועה במיוחד במקרים של סרטן בחוליה. המשתל המתוכנן יתוכנן מחומר מרוכב על בסיס סיבי פחמן ופולימר. במהלך הפרויקט אנו נסקור את המורפולוגיה והביו מכאניקה של עמוד השדרה ואת מבנה החוליה והגורמים למחלה ואת שיטות הפתרון הקיימות. עיקר עבודתנו הוא סקר ספרות מקיף ותכנון מכאני של המשתל ע"י תוכנת SolidWorks. הפרוייקט שלנו הינו פרוייקט עיוני,לכן רוב העבודה היא חקירת השיטות הקיימות בשוק היום והשוואתם. בסוף הפרויקט נציג את השתל החדש ב SOLIDWORKS. הזרקת חומרים פולמרים שיטה זו מטפלת בחוליה הפגומה בצורה פולשנית מינמלת ביותר, חסרון שיטה זו הוא הסיכון הגבוה במקרה של חוליה פגועה מגידול ממאיר, כי ישנו סיכוי גבוה שחוט השדרה ייפגע בזמן טיפול שתלים חלופיים: שיטה זו עדיפה על שאר השיטות הקיימות. המשתל שאנו נתכנן בתקופה הקרובה יהיה בשיטת ה VBR, החלפת חולייה שלמה בחולייה מלאכותית , נבנה את המשתל בהתחשבות בדברים הבאים: המאמצים הפועלים על המשתל: המשתל צריך לעמוד בכל סוגי המאמצים שיפעלו, רוב המאמצים הפועלים על החוליות הם מאמצי גזירה. סוג החומר: המשתל המתוכנן יתוכנן מחומר מרוכב על בסיס סיבי פחמן ופולימר, שאותו עדיין לא בחרנו באופן סופי. שיטות טיפול קיימות הזרקתPMMA) ) לחוליה הפגועה שהינה שיטה פולשנית מינימאלית, בשיטה הזאת מזריקים לתוך גוף החוליה את הפולימר פולימתיל מתאקרילט. שהוא פולימר עם התאמה גבוהה לגוף האדם. שתל מטיטניום בצורה של כלוב: שיטה פולשנית הפרוצדורה הזאת נעשית כאשר הפציינט ישן על הצד שלו ונמצא תחת הרדמה כללית. עושים חתך באזור החוליה כך שהצד הלטירלי-אנטריורי שלה חשוף, ומוציאים את כל שברירי החוליה הפגומה, לאחר מכן מכניסים את השתל שבנוי בצורת כלוב ומוצמד אליו הצלע החתוכה והחוליה הפגומה. משתל Synex II – שיטה פולשנית אותה פרוצדורה של השתל הקודם. רק שהשתל הזה הוא מילה האחרונה בתחום השתלים החלופיים לחוליות עמוד השדרה, ומחקרים מראים שוא עמיד בכוחות יותר גדולים בהשוואה לשאר השתלים הקיימים היום בשוק. ציור מס' 1- עמוד השדרה ציור מס' 2- חוליה פגועה מטרה מטרת הפרויקט היא לחקור את השתלים הנמצאים בשוק ולפתח משתל חלופי לחוליות פגומות, לפי שיטת VBR , המיועד להחלפת חוליה ושתי דסקיות שמעל החוליה הפגומה ומתחתיה , במקרים של הרס טוטלי לחוליה עקב גידול . ציור מס' 3- משתל Synex II ציור מס' 4- משתל הטיטניום ציור מס' 5- הזרקת PMMA טבלה מס' 1 – גדלי החוליה המותנית מס' 4 ציור מס' 6- חוליה במבט על וצדדי