أطلق علماء في جامعة كولومبيا مبادرة علاجية مبتكرة تعتمد على بناء ركبة ثلاثية الأبعاد داخل المختبر، مما يقدّم بصيص أمل للمصابين بالتهاب المفاصل التنكسي أو ما يُعرف بالفصال العظمي. واستخدم الباحثون تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء هيكل داعم للمفصل من مواد قابلة للتحلل الحيوي، ثم زرعوا فيه خلايا عظمية وغضروفية. وخلال فترة زمنية بلغت عاماً تقريباً، تمكنت هذه الخلايا من تجديد الأنسجة الطبيعية للعظم والغضروف، في حين اختفى الهيكل الداعم تدريجياً، ليتم في النهاية الحصول على مفصل ركبة كامل تم نموه مخبرياً.
حتى اللحظة، أثمرت جهود فريق جامعة كولومبيا عن ابتكار مفاصل حيوية تعمل كنماذج أولية لخيار علاجي محتمل، مع التأكيد على أنه لم تُجرَ أي تجارب على البشر الأحياء بعد. ويخطط الباحثون للانتقال خلال السنوات الثلاث القادمة إلى مراحل التجارب ما قبل السريرية والسريرية.
وأشار الباحثون إلى إمكانية تنمية هذه المفاصل الحيوية باستخدام الخلايا الجذعية المستخلصة من دهون بطن المريض نفسه، أو اللجوء إلى خلايا من متبرع في حال عدم توفر الغضاريف لدى المريض.
ولمعرفة مدى متانة هذه النماذج الأولية، تم زرعها في جثث بشرية لاختبار قدرتها على تحمّل الوزن وملاءمتها للمشي. ويعزم العلماء حالياً إجراء تجارب لزرع هذه المفاصل في حيوانات كبيرة الحجم، تمهيداً للانتقال إلى مرحلة الاختبار على البشر.
تُصنع غرسات الركبة الصناعية التقليدية عادةً من مواد مثل التيتانيوم وسبائك الكوبلت والكروم، وتعتمد عمليات الاستبدال على مكونات جاهزة بمقاسات محددة مسبقاً. ونظراً لعدم توحيد التشريح البشري وامتلاك كل فرد بنية مفصلية فريدة، فإن إجبار جسم المريض على التكيف مع غرسة قياسية ليس منطقياً، بل إن استخدام غرسات مصممة خصيصاً لتناسب المريض يضمن تحقيق أفضل فرص النجاح.
وبناءً على ذلك، يمكن أن يُحدث تصميم ركبة ثلاثية الأبعاد واستخدامها في عمليات استبدال المفصل تحولاً جذرياً في هذا المجال، إذ تتيح هذه التقنية تصنيع غرسات وأدوات جراحية بدقة تلاءم شكل مفصل كل مريض على حدة، وتلبي التحديات التي يواجهها المصابون بالفصال العظمي.
تُعد الروبوتات والطباعة ثلاثية الأبعاد ركيزتين تقنيتين قادرتين على إحداث ثورة في جراحات استبدال المفاصل، نظراً لدورهما في تعزيز الدقة أثناء الجراحة وتحسين النتائج اللاحقة، لا سيما في عمليات استبدال مفصل الركبة الكلي.
ومع ذلك، فإن نقص البيانات السريرية التي تدعم تفوق كفاءة هذه التقنيات يعيق تبنيها على نطاق واسع حالياً. ورغم أن الأدوات والغرسات التقليدية ستظل على الأرجح المعيار المعتمد في الرعاية الطبية لفترة قادمة، إلا أن هذه التقنيات تبشر بآفاق واعدة لمستقبل جراحة العظام.
وحتى الآن، يُعد المصابون بالفصال العظمي المستفيدين الرئيسيين من هذه التكنولوجيا، لكن إمكانات استخدامها قد تمتد لتشمل حالات أخرى تتسم بفقدان كبير في العظام، مثل التهاب المفاصل الروماتويدي، وتشوهات الركبة الخَلقية، والساركوما العظمية (سرطان العظام).
يُقرّب هذا الإنجاز الأطباء من مستقبل يمكنهم فيه معالجة السبب الجذري للفصال العظمي، بدلاً من الاكتفاء بمعالجة الأعراض فقط. والهدف على المدى الطويل هو مساعدة الناس على البقاء نشطين ومستقلين وقادرين على الحركة لفترة أطول.
