پلاک های ارتوپدی

پلاک های ارتوپدی از جمله تجهیزات پزشکی هستند که برای جایگزینی در مفاصل و استخوان های بدن و ثبیت شکستگی های ناشی از تصادفات طراحی شده اند تا از استخوان آسیب دیده حمایت کنند. جنس عمده پلاک های ارتوپدی از فولاد ضد زنگ یا از آلیاژهای تیانیوم است که با استفاده از یک پوشش پلاستیکی بر روی ایمپلنت غضروف مصنوعی را به نوعی می توان شبیه سازی کرد. کاشت ایمپلنت را به علت پیر شدن جامعه ایران می توان از شایع ترین جراحی های ارتوپدی البته بعد از تصادفات ناشی از پراید دانست.

ایمپلنت های ارتوپدی با توجه به نوع کاربرد و جایگزینی در مکان مورد نظر نیاز مند به طراحی-استحکام مورد نیاز و منحصر به فرد خود می باشند و مهندسین علاوه بر استحکام آنها باید به زیست سازگار (BIO COMPATIBLE) بودن ایمپلنت ها نیز دقت کنند. پيچ، پلاك، سيم و نيل نمونه ای از تثبيت كننده های داخلی پرکاربرد در جراحی های ارتوپدی هستند. در این مقاله به دنیای پلاک های ارتوپدی وارد می شویم و نکات حائز اهمیت درباره این کاشتنی های محبوب پزشکی رو همراه براتون بازگو خواهیم کرد که در کل اینترنت هم نمی تونین پیداش کنین پس تا انتهای متن همراه ما باشید.

پلاک های ارتوپدی ابزارهای پزشکی هستنند که برای حمایت از یک ساختار زیستی آسیب‌دیده یا تقویت ساختار در بخشی از بدن مورد استفاده قرار می گیرند. سطح خارجی ایمپلنت‌ها با بافت زنده در تماس بوده و به وسیله مواد بیولوژیک و یا مواد آلیاژی مقاوم در مقابل محیط یونی بدن ساخته می‌شود که در اصطلاح به این دسته از مواد زیست سازگار اطلاق می شود برای مثلاً در مورد ایمپلنت‌هایی که در استخوان‌ها جاگذاری می‌شود سطح آنها از تیتانیم، کروم و یا آپاتیت تشکیل شده که هیدروکسی آپاتیت از اجزای اصلی تشکیل دهنده بافت استخوان می باشد پس استخوان با آن وارد واکنش شیمیایی نمی شود. پلاک‌ ارتوپدی به طور گسترده برای فیکس کردن شکستگی‌های دیافیز بالاتنه و شکستگی‌های متافیز و مفصلی (آرتیکولار) به کار برده می‌شود.

به این تجهیزات بطور عمده پیچ و پلاک ارتوپدی (screws & plates) می گویند. اما تعداد و تنوع این ابزارها زیاد بوده و بتدریج در حال افزایش می باشد. از طرفی هریک از آنها کاربرد مخصوص به خود را داشته و در شکستگی ها و جراحی های ترمیمی مختلف ارتوپدی بکار گرفته می شوند. تنوع زیاد این پیچ و پلاک های ارتوپدی که بطور عام به آنها پلاتین نیز گفته می شود باعث شده تا خیلی از پرستاران و کارشناسان اتاق عمل نیاز به مرور و آموزش کافی در این زمینه داشته باشند.

دسته بندی پلاک های ارتوپدی بر اساس عملکرد

• Neutralisation plate پلیت یا پلاک های خنثی ساز: پلاک های حنثی ساز کننده نوع خاصی از پلاک ها نیستند بلکه فقط نوع عملکرد آنها برای ثابت کردن شکستگی موجب این نام گذاری شده است. از آنها براى جلوگيرى از وارد شــدن نيروهاى برشــى، پيچشى و همچنين خنثى سازى بهتر استفاده مى شود.
• Compression plate پلیت یا پلاک های فشاری: اين پلاك ها بهترين وارد كننده فشار محورى درشكستگى است. اين فشار توسط خم كردن پلاك( براى تطبيق با شكل هندسى اســتخوان) و جايگذارى پيچ ها در پلاك به حالت غير هم مركز تامين مى شــود. اين فشردگى مى توانداستاتيكى (فشردگى فقط توسط پلاك تامين شود) و يا ديناميكى (علاوه بر فشرگى ايمپلنت، فشردگى توسط وزن بدن يا نيروى ماهيچه ها نيز تامين شود) باشد .
• Buttress plate باترس پلاک ها یا پلاک های آناتومیکال: این سری از پلاکها بر اساس شکل اندام مربوطه (ساختار آناتومیکی) می باشند.
• Bridging plate: پلاک های که به عنوان پل استفاده می شوند بهترين مكان اين نوع پلاك ها شكستگى هاى خرد شــده (multi fragment) تنه يا گردن اســتخوان هاى بلند هستند كه تثبيت كردن آنها با نيل هاى درون استخواني مناسب نيست.

انواع پلاک ارتوپدی

• پلاك هاى فشارى ديناميكی (DCP-Dynamic Compression Plate)
• پلاك هاى فشــارى ديناميكی با ســطح تماس كم  (LC_DCP – Limited Contact Dynamic Compression Plate)
• پلاك هاى فشاری قفل شونده
• پلاك هاى فشاری قفل شونده با ســطح تماس كم

پلیت DCP: Dynamic Compression Plate

در این نوع پلاک ارتوپدی در طراحی پلیت DCP، سوراخ ها به گونه ای است که با بستن پیچ در داخل آنها، از هر طرف به سمت مرکز پلیت بر روی دو قسمت استخوان شکسته شده فشار وارد می گردد. این فشار بر اساس تئوری بازسازی استخوانی باعث تسریع جوش خوردن استخوان می گردد. سوراخ‌های پیچ در نخستین نمونه‌های پلاک ارتوپدی گرد بودند، اما این سوراخ‌ها در پلاک‌های فشاری دینامیک (DCP) تغییر داده شده است. سوراخ‌های پیچ در پلاک DCP طراحی خاصی دارد و در هر سر آن یک سطح شیبدار در نظر گرفته شده است.

هنگامی که پیچ را در سر شیبدار سوراخ قرار می‌دهید و آن را می‌چرخانید، پیچ در این سطح شیبدار رو به پایین می‌لغزد، پلاک را می‌کشد و قطعات استخوان شکسته را تحت فشار قرار می‌دهد. اگر پیچ در مرکز سوراخ قرار داده شود، با صفحه شیبدار در تماس قرار نمی‌گیرد و حرکت پلاک مربوط به پیچ وارد شده رخ نمی‌دهد، در این شرایط پیچ در موقعیت خنثی قرار می‌گیرد. در پلیت های Dynamic Compression سوراخ ها عموما به شکل بیضی بوده که در یک سمت یا در هر دوطرف آن سوراخ سطح شیبدار وجود دارد.

تمام سوراخ‌های پیچ در پلاک DCP در یک فرورفتگی تعبیه شده است که به گونه‌ای شکل داده شده است تا بخش کروی زیر سطح سر پیچ را در خود جای دهد. این طراحی دارای سه مزیت زیر است:

• چون سر پیچ در پلاک مدفون می‌شود، کل قطعه مقطع عرضی صاف‌تری دارد که بافت‌های نرم را تحریک نمی‌کند.
• ازآنجایی که تماس بین پلاک و سر پیچ بهینه‌سازی شده است، از تاول‌ها و برآمدگی‌های فشاری جلوگیری می‌شود.
• پیچ را می‌توان نسبت به پلاک با زاویه‌ ملایمی بست تا پیچ به بهترین وجه در استخوان قرار بگیرد.

پلاک‌های فشاری دینامیکی با تماس محدود

در این نوع پلاک های ارتوپدی، پلیت LCP مشابه پلیت DCP می باشد با این تفاوت که در آن سطح تماس با استخوان کاهش می یابد. این کاهش سطح تماس، جریان خون بین پلیت با استخوان را حفظ نموده و منجر به تسریع بهبود شکستگی می شود. بررسی های تجربه ای ناشی از درمان نشان داده است که زیر سطح پلاک DCP خون‌رسانی قشر (کورتکس) زیرین به دلیل تماس پلاک با استخوان مختل می‌شود. به ناحیه‌ی زیر پلاک که با استخوان در تماس است، اصطلاحاً رد پای پلاک گفته می‌شود. هدف از طراحی پلاک فشاری متحرک با تماس محدود یا LC -DCP این است که رد پای پلاک روی استخوان کاهش یابد. پلاک LC -DCP سطح زیرین شیارداری (fluted) دارد که تماس پلاک را با استخوان به حداقل می‌رساند.

پلاک فشاری قفل شونده

پیچ های پلاک فشاری قفل شونده سرهای پیچ‌داری دارد که پس از قرار گرفتن در سوراخ‌های شیاردار مربوطه قفل می‌شود و به این ترتیب پیچ به پلاک قفل می‌شود. پلاک علاوه بر این سوراخ‌های شیاردار سوراخ‌های معمولی نیز دارد که سیستم پلاک معمولی را برقرار می‌کند. از وسط پلاک به بعد سوراخ دیستال، ساده و سوراخ پروکسیمال سوراخ ترکیبی، قفل شونده است. چنانچه سوراخ قفل شونده یا شیاردار به سوراخ معمولی اضافه شود، این نوع آرایش در اصطلاح سوراخ ترکیبی یا combi گفته می‌شود. پلاک فشاری قفل شونده سوراخی ترکیبی دارد که می‌توان هم پیچ با سر استاندارد و هم پیچ با سر قفل شونده را در آن قرار داد.

مزایای تثبیت قفل شونده عبارت است از:

• بهبود خون‌رسانی در ناحیه ضریع استخوان
• عدم نیاز به مرزبندی
• افزایش نیروی نگهدارنده استخوان

پلاک ترمیمی (ReConstruction plaque)

از مشخصات ظاهری بارز این پلاک می توان به بریدگی های عمیق در دو طرف کناری پلاک و در حد وسط بین دو سوراخ پلاک اشاره کرد(notch). از مزیت پلاکهای ترمیمی این است که جراح می تواند با شکل دهی به پلاک آن را با ساختار استخوان هماهنگ کند و پلاک را در جهت مناسب خم کند. نباید در یک نقطه بیش از 15ذرجه خم شدن اتفاق بیافتد چرا که باعث شکست پلاک می شود.

*برای خم کردن پلاک های ترمیمی از پلاک خم کن مخصوص این پلاک ها استفاده می شود.

این پلاک در شکستگی استخوان در نواحی لگن حفره استابولوم, دیستال ,هومروس, کلاویکال و به طور گسترده ای در شکستگی فک به کار می رود.

پلاک ارتوپدی در مقایسه با گچ ارتوپدی از مزایا و کاربردهای بیشتری برخوردار است:

• پایداری
• تثبیت شکستگی
• تعویض کامل مفصل
• عدم نیاز به گچ
• پیشگیری از تاول زدن پس از شکستگی و تحت فشار قرار گرفتن پوست
• باقی نماندن اسکار و جای زخم
• بروز نیافتن عوارض ناشی از استراحت مطلق
• تسریع جوش خوردن استخوان
• پیشگیری از آتروفی عضلانی هنگام به هم جوش خوردن استخوان‌ها
• تثبیت محکم
• توزیع استرس
• پایداری شکستگی

ویژگی های پلاک ارتوپدی مناسب

• ضخامت و عرض پلاک باید متناسب با استخوان شکسته شده باشد.
• پلاک باید به شیوه‌ای متقارن و با فشار کافی هر دو سمت شکستگی را نگه دارد.
• پلاک باید روبروی مرز استخوان بسته شود. البته پلاک‌های خم شونده استثناء است.
• پلاک ارتوپدی باید تمام نیروهای وارد بر شکستگی، از قبیل نیروهای خمشی، فشاری، برشی و پیچشی را خنثی کند.
• پلاک ترمیمی لبه‌های دندانه‌داری دارد که خم کردن آن را در سطوح دلخواه ممکن می‌کند. پلاک ترمیمی بسیار منعطف و به همین دلیل مناسب برای ناحیه‌های پیچیده‌ای مانند شکستگی دیستال استخوان بازو، لگن و ترقوه است.

مواد سازنده پلاک های ارتوپدی 

ســراميک ها، فلزات و پليمرها در ســاخت ايمپلنت ها و از جمله پلاک های ارتوپدی به كار مى روند. در اين ميان فلزات داراى اســتحكام و ســفتى به نسبت بالا و مقاومــت خوردگي مطلوبي هســتند كه آنها را براى تحمــل بارگذارى ها متفاوت مناسب مى كند. در مجموع فولاد داراي بهترين خواص مكانيكى بوده و مقاومت خستگى بالايى دارد اما تنها مشكل آن خوردگى است كه سعى كرده اند مــواد ديگرى را براى افزايش مقاومت با آن تركيب كنند و از آن به صورت آلياژ استفاده كنند.

پرکاربردترین پلاک‌های ارتوپدی از استیل ضد زنگ ساخته می‌شود که ماده‌ای محکم و ارزان است و به راحتی می‌توان آن را با ماشین‌آلات مختلف شکل داد. البته پلاک استیل تنش معکوس را به خوبی تحمل نمی‌کند. تیتانیوم ماده‌ای با زیست سازگاری بیشتر است که می‌توان آن را به فراخور جراحی خم کرد و شکل داد. اما تیتانیوم گران و کار با آن دشوار است. تیتانیوم از نظر زیستی بی‌ اثرتر است، به همین دلیل کمتر از استیل حاوی نیکل ایجاد آلرژی و حساسیت می‌کند. بنابراین انتظار می‌رود در آینده بیشتر از تیتانیوم استفاده شود.

نکته مهم این است که پیچ و پلا ارتوپدی باید از یک جنس باشد، در غیر این صورت ایمپلنت دچار خوردگی می‌شود. نمی‌توان از پلاک استیل و پیچ تیتانیومی یا بالعکس استفاده کرد.

anterior cervical plate

باز کردن پلاک ارتوپدی

امروزه از پیچ و پلاک ارتوپدی فلزی یا نیل (میخ) بلند برای تثبیت شکستگی استخوان استفاده می‌شود، به ویژه اگر شکستگی ناپایدار باشد یا سطح مفصل آسیب دیده باشد، پلاک در بدن گذاشته می‌شود. نقش پلاک این است که شکستگی را در موقعیت صحیح نگه دارد تا استخوان‌ها به هم جوش بخورد. پس از آن که شکستگی جوش خورد، وظیفه پلاک به اتمام می‌رسد و دیگر به آن نیازی نیست. البته همیشه لازم نیست که پلاک از بدن درآورده شود. در بعضی جراحی‌ها و پس از بعضی آسیب دیدگی‌ها پلاک به طور موقتی در بدن قرار داده می‌شود و بسته به شدت آسیب دیدگی، پس از چند هفته یا چند ماه خارج می‌شود.

اخیرا محققان در انستیتوی فرانهوفر در برمن آلمان بر روی نوع جدیدی از ایمپلنت هایی کار می کنند که بتدریج توسط بدن جذب می شوند. جنس این مواد ترکیبی از آلیاژ آهن و یک ماده سرامیکی به نام تری کلسیم فسفات است.

هم آهن و هم سرامیک در بدن به تدریج جذب می شوند ولی سرعت جذب سرامیک بیشتر است و در حالی که تری کلسیم فسفات در عرض چند ماه بعد از جراحی بتدریج جذب بدن شده و بافت جدید استخوانی بدن جای آن را می گیرد آهن مدت بیشتری برای جذب نیاز دارد و در این مدت می تواند استقامت مورد نیاز ایمپلنت را تامین کند. محققان پودر تری کلسیم فسفات و پودر آلیاژ آهن را مخلوط و سپس تحت فشار زیاد متراکم کرده و یک ماده جامد سخت را برای تولید ایمپلنت بدست می آورند. با این روش می توان درجات متفاوتی را از تراکم و تخلخل ماده بدست آورد.

اگر تصمیم دارید پیچ و پلاک ارتوپدی را در بیاورید:

• بهتر است 18 ماه صبر کنید تا شکستگی جوش بخورد و در این مدت استخوان استحکام قبل از شکستگی را بازیابد.
• ممکن است علائم پس از خارج کردن قطعه کاملاً از بین برود یا نرود. اگر علائم برطرف نشود، مشخص می‌گردد که پلاک عامل ایجاد علائم نبوده است.

• پیش از شرکت در ورزش‌های تماسی پربرخورد دست‌کم 12 هفته صبر کنید، در غیر این صورت ممکن است در سوراخ‌های پیچ شکستگی ایجاد شود. چند ماه طول هر درون کاشتی (ایمپلنت) در محیط بدن جسم خارجی محسوب می‌شود و می‌تواند باعث تحریک فعالیت دفاعی بدن و بروز عوارض جسم خارجی در محیط داخلی شود. به همین دلیل سعی می‌شود سطح تماس آنها از مواد بی اثر یا کم اثر در برابر محیط یونی بدن، تشکیل گردد.می‌کشد تا استخوان در محل پلاک استحکام سابق خود را بازیابد.

• ---

  پیشنهاد سردبیر:

  

  حتما بعد از مطالعه این مقاله یک سری به مقاله “آشنایی با ایمپلنت زانو” نیز بزنید.

طراحی پلاک های ارتوپدی 

تعدادى از استراتژى ها براى طراحى ايمپلنت ها از جمله پلاک های ارتوپدی به صورت قاعده درآمده اند. در طراحى مشکلاتی به صورت زنجيره وار وجود دارد كه بايد هركدام جداگانه حل شــوند.

طراحي ايمپلنــت از اصولی از جمله:

مناســب بودن با محدوده وسيع آناتوميكى بيمار، بى حركت ماندن ايمپلنت در بارگذارى ها، دارا بودن محدوده حركتى كاركردى، تهيه ثبات حركتى مورد نياز، توجه به هندســه ايمپلنت به دليل نقش تعيين كننده آن در توزيع تنش در ســطح تقابل استخوان – ايمپلنت و اطراف استخوان و همچنين كيفيت طراحى، كه بايد به عنوان مرحله اى از فرآيند طراحى دنبال شــود، پيــروي مي كند. همچنين به دليل تغيير مقدار و جهت بار بــر روى ايمپلنت در طول انجام فعاليت هاى روزانه و واكنش بافت هاى بدن به محيط مكانيكى جديدى كه توسط ايمپلنت به وجود آمده، مراحل ســاخت از اهميت ويژه اي برخوردار است. اين نكته نيز بايد در نظر گرفته شودكه محدوده موادى كه براى ايمپلنت ها قابل اســتفاده هستند به دليل نكات زيست تطبيق پذير محدود است. درمرحله آخر طراحى، كيفيت و عمل كرد ايمپلنت ها بايد كنترل شود و نمونه هاى خراب و ناقص قبل از تست هاى بالينى حذف شوند.

ایمپلنت ها چه عوارضی می توانند داشته باشند؟

هر درون کاشتی (ایمپلنت) در محیط بدن جسم خارجی محسوب می‌شود و می‌تواند باعث تحریک فعالیت دفاعی بدن و بروز عوارض جسم خارجی در محیط داخلی شود. به همین دلیل سعی می‌شود سطح تماس آنها از مواد بی اثر یا کم اثر در برابر محیط یونی بدن، تشکیل گردد. ایمپلنت ها  علاوه بر استحکام بالا باید با محیط بدن نیز سازگار باشند. ایمپلنت‌ در بدن قرار گرفته در معرض جریان خون قرار می‌گیرند به همین جهت باید با خون سازگار باشند که با استفاده از روکش های پلیمری مثل تفلون و… مانع از لخته شدن خون بر روی ایمپلنت خواهند شد.

سازگار بودن ایمپلنت به این معنی است که ایمپلنت باعث از بین رفتن سلول های اطراف خود در بدن نشود. اگر ایمپلنت واکنش پذیر باشد باعث می شود سطح خارجی آن اکسید شود. علاوه بر اینکه به محیط اطراف بافت آسیب می زند بلکه خواص فلز به کار رفته در ایمپلنت را از بین می برد و ایمپلنت ترد و شکننده خواهد شد.

مشکلات دیگری که به سراغ بیماران می آید آن است که انبساط و انقباض ایمپلنت‌ های فلزی در برابر تغییر دمای محیط می باشد که همواره با درد همراه است .اگر ایمپلنت به عنوان یک عضو خارجی در بدن بیمار شناسایی شوند بدن ایمپلنت را پس می زند و آن را به عنوان یک ماده مهاجم شناسایی می‌کند و در صدد از بین بردن ایمپلنت خواهد شد. این واکنش ها منجر به عفونت کردن ایمپلنت می شوند و در برخی موارد عفونت را به استخوان انتقال خواهند داد. باید توجه داشت که در برخی موارد ایمپلنت های به کار برده شده در بدن انسان در بدن برای باقی عمر باقی خواهد ماند و خارج کردن  آن ها هزینه اضافی را در بر خواهد داشت.

نویسندگان: حمیدرضا محمدی کارشناس جراحی -کامران نوروزی كارشناس ارشد مهندسی پزشکی-پارسا عفت پرور کارشناس مهندسی پزشکی گرایش بیومتریال

منابع بیشتر مطالعه برای شما:

http://ormed.ir

کامران نوروزی

سلام خوشحالم که با شما آشنا شدم من کامران نوروزی ام. کارشناس ارشد تجهیزات پزشکی کنجکاو و عاشق نویسندگی داستان من دقیقا از زمانی شروع شد که با دنیای تجارت الکترونیک آشنا شدم از اون موقع تا حالا سعی کردم بهترین تجربه خرید و مشاوره آنلاین تجهیزات پزشکی رو به کاربران هاسپکسا منتقل کنم. و این داستان همچنان ادامه داره ….