نخ جراحی و مروری بر نسل جدید آن
ن. گوهر نشان
استاد و رئیس دانشگاه فنی و مهندسی هندوستان
تاریخ تالیف: ۵ ژوان ۲۰۱۸، تاریخ چاپ: ۱۵ ژوان ۲۰۱۸
ارتباط با نویسنده: ن. گوهر نشان، استاد بخش تکنولوژي نساجی، کومباتور، هندوستان: [email protected]چکیده
این مقاله روندهای مهم در انواع نخ های بخیه ی جراحی جدیدتر را مورد توجه قرار می دهد. انتقال دارو با استفاده از ابزارهای پلیمری مناسب به دلیل ويژگی های برجسته آن ها در سال های اخیر تغییرات قابل توجهی کرده است. تطبیق پذیری مواد پلیمری، آن ها را به کاندیداهای معتبری برای ترشح هدف مند دارو تبدیل کرده است. نخ های بخیه ی جراحی برای تسهیل بسته شدن و بهبود زخم های ناشی از جراحی یا جراحات با چسباندن بافت ها به یکدیگر برای تسهیل فرآیند بهبود به کار می روند. طیف وسیعی از مواد نخ بخیه برای اهداف پزشکی وجود دارد ولی انواع اصلی، نخ های بخیه ی جذبی و غیر جذبی هستند.
معرفی
مواد پلیمری تاثیر قابل توجهی در زندگی روزمره ما داشته اند. آن ها در رشته های مختلف از جمله بسته بندی غذا، خودروسازی، تصفیه آب و … دارای پتانسیل هستند.
کاربردهای زیست مواد های پلیمری در پزشکی، حوزه ی وسیعی برای تحقیقات مرتبط با ویژگی های استثنایی و ممتازی که این مواد دارا هستند فراهم کرده است.
استفاده ی رو به رشد زیست موادهای پلیمری به صورت پروتزهای جراحی، بخیه و داربست ها، برای کاربردهای زیست پزشکی می تواند به تنوع پذیری استثنایی که آن ها در مقایسه با مواد سرامیکی یا فلزی دارند نسبت داده شود.
سیستم های مختلف انتقال دارو به عنوان سیستم های انتقال کنترل شده، کند و هدفمند فرموله شده اند. در حالی که سیستم های مرسوم انتقال دارو فاقد اختصاصی بودن هستند، حامل های انتقال داروی پلیمری، کنترلی عظیم بر فرآیند انتقال دارو داشته و می توانند برای تامین نیازهای خاص طراحی شوند.
بر همه آشکار شده است که نخ بخیه بخشی موثر و مهم در درمان جراحات و جراحی هاست.
هدف اولیه ی نخ جراحی نگه داشتن بافت های مقابل هم برای تسهیل و تسریع فرآیند بهبود با تشکیل کمترین یا هیچ اثر زخم بعد از عمل جراحی یا جراحت هاست.
درگذشته تنوع وسیعی از مواد از قبیل رشته های طلا، نقره، آهن و استیل، روده ی خشک شده ی حیوانات، موی حیوانات (مانند موی اسب)، ابریشم، پوست درخت و فیبرهای گیاهان (مانند لینن، کتان) به عنوان مواد نخ جراحی مورد استفاده قرار می گرفتند، هرچند بعضی از آن ها هنوز نیز برای این منظور استفاده می شوند.
اخیرا شاهد استفاده ی زیست موادهای مصنوعی مانند پلی دیاکسونان، پلی (لاکتیک-کو- گلی کولیک اسید) به عنوان مواد نخ جراحی هستیم. اگر چه علی رغم طیف وسیعی از مواد نخ جراحی هیچ ماده ی نخ جراحی مشخصی نیست که برای تمامی انواع جراحی ها و نیازهای پزشکی مناسب باشد.
نخ جراحی هایی برای تامین دارو و بهبود همزمان زخم
پلیمرها برای کنترل انتشار سینتیک ها و همچنین بهبود بهره وری هدف مند با عوامل زیست کنشور ترکیب می شوند.
مواد پلیمری می توانند با ویژگی های متفاوت و طیف وسیعی از خواص که آن ها را تبدیل به کاندیداهای مطلوب برای کاربردهای پزشکی می کند، ساخته شوند. آن ها می توانند به نحوی مهندسی شوند که به عنوان سیستم های انتقال دارو در محلی خاص عمل کنند و همچنین می توانند دقیقا به نحوی تنظیم شوند که سیستم هایی قابل تجزیه ی زیستی پایدار تشکیل دهند.
نخ جراحی های پلیمر به عنوان رشته هایی از مواد، هم طبیعی و هم مصنوعی، برای بستن زخم ها توصیف می شوند. نخ های بخیه نقشی برجسته در میان تمامی شیوه های دیگر بستن زخم دارند که هم اکنون بازاری در حدود ۱/۳ میلیون در سال را نشان می دهد.
آچاریا سوشروتا که به عنوان پیشرو در جراحی کهن هند شناخته می شود عمل های جراحی مختلفی را شامل تکنیک های بخیه زدن توصیف کرده است. او استفاده از موی اسب، کتان و چرم را برای بستن زخم پیشنهاد کرد. به گواهی تاریخ، بعضی از فرهنگ ها از مورچه و سوسک برای بستن زخم ها استفاده می کردند. یونانی ها از نخ های بخیه لینن همراه با چسبنده های طبیعی برای بهبود سریع تر زخم ها استفاده می کردند. بعدها نخ جراحی هایی از جنس ابریشم و روده ی گربه به صورتی وسیع مورد استفاده قرار گرفت.
بقراط پدر علوم پزشکی نخ جراحی هایی گیاهی ایجاد کرد. همچنین گزارش شده است که او از رشته های طلا برای بخیه زدن استفاده می کرده است. جوزف لیستر در سال ۱۸۸۱ نخ جراحی ی کرومیک از جنس روده ی گربه را معرفی کرد. او از اسید کربولیک برای استریل کردن نخ های بخیه استفاده کرد. نخ بخیه های ساخته شده از ابریشم با مشکلات زیادی رو به رو هستند، مانند مقاومت کششی پایین و واکنش بافتی نامطلوب. نخ بخیه های طبیعی با نخ جراحی های مصنوعی جایگزین شدند.
اوایل دهه ی ۱۹۷۰ شاهد پیشرفت هایی در نخ های بخیه بر پایه ی پلی گلیکولیک اسید (PGA) و در ادامه پلی (لاکتیک- کو- گلیکولیک اسید) (PLGA) بود. اخیرا پیشرفت های چشمگیری در توسعه ی نخ های بخیه ی خود درمان ،که داروهایی ترشح می کنند که فرآیند بهبود را بدون تاثیر گذاشتن در کیفیت بخیه افزایش می دهند، رخ داده است. نخ های بخیه به نحوی تغییر داده شده اند که بهبود، درمان و پاسخ ایمنی بافت را بهبود بخشند.
ترکیب دارو در نخ های بخیه، مخصوصا در نخ جراحی هایی که برای بافت ها و ارگان های داخلی بدن که تامین مستقیم دارو برای آن ها دشوار تر است، استفاده می شوند اهمیت بیشتری دارد. انتقال مواد بیهوشی، مسکن، ضد التهاب یا آنتی بیوتیک ها مستقیما از نخ های بخیه به محل زخم، مسیری کارآمد و مستقیم برای تامین دارو فراهم می آورد. در این رابطه نخ های بخیه ی حامل دارو که با نام نخ های بخیه ی دارویی نیز شناخته می شوند با تلفیق ترکیبات دارویی فعال (API) با نخ بخیه ساخته شده اند.
منطق پشت استفاده از نخ های بخیه برای انتقال دارو، این است که سیستم های ترشح کنترل شده، تمرکز دارویی محلی بالایی بدون مقادیر سیستمی مازاد ایجاد می کند. نخ های بخیه تقریبا در تمامی عمل های جراحی استفاده می شوند، بنابراین تامین دارو با استفاده از نخ های بخیه نیاز به قرار دادن یک ماده ی خارجی در بستر زخم که ممکن است با فرآیند بهبود تداخل داشته و یا باعث عفونت شود را رفع می کند. باید توجه داشت که پیشرفت عظیمی در توسعه ی نخ های بخیه با مواد بهتر رخ داده است، اما برای بهبود ارزش درمانی نخ های بخیه فعالیت های زیادی انجام نشده است.
توسعه ی نخ های بخیه با ویژگی های بیشتر ،از قبیل ترشح آنتی بیوتیک ها یا مواد درمانی دیگر برای تسریع بهبود زخم، به حوزه ای جذاب برای تحقیقات در صنف پزشکی تبدیل شده است. این بررسی انواع مختلف مواد نخ های بخیه و ساخت آن ها را به تصویر می کشد و بر نقش آن ها به عنوان ابزار تامین دارو تاکید می کند.
نقش پلیمرها در ایجاد روش های قابل اطمینان و زیست سازگار برای تامین دارو با ویژگی های مکانیکی مناسب دارای اهمیت بسزایی است. راحتی در مهندسی پلیمرها همراه با قابلیت های شیمیایی و بیولوژيکی مطلوب، آن ها را برای کاربردهای زیست پزشکی مناسب و ارجح می سازد. پتانسیل تامین مواد درمانی یا داروها با استفاده از نخ های بخیه ی پلیمری اخیرا کشف شده است. تحقیقات اخیر بر روی توسعه ی نخ های بخیه ی دارای قابلیت های بیشتر بدون کاهش کیفیت مواد نخ های بخیه تمرکز کرده است.
نخ های بخیه همچنان نقشی مهم در عفونت های بیمارستانی دارند. باکتری هایی از جمله اشریشیا کلی، استپیلوکوکوس ارئوس، انتروکوکی و غیره که در محل زخم ها رایج هستند نخ های بخیه را به عنوان محلی مناسب برای تشکیل بیوفیلم های میکروبی انتخاب می کنند. این مطلب می تواند به ایجاد عفونت های مزمن که ممکن است به درمان های طولانی مدت احتیاج داشته باشند منتهی شود. برای غلبه بر مشکلات فوق الذکر، محققان نخ های بخیه ی آنتی باکتریال پوشیده شده با آنتی بیوتیک یا سایر داروهای ضد میکروبی را ارائه کرده اند.
اخیرا نخ های بخیه به عنوان سیستمی عالی برای حمل مواد زیستی مانند پروتئین ها، سلول های بنیادی و غیره به محل معیوب پیشنهاد شده اند. ويژگی های شیمیایی و فیزیکی مواد پلیمری فاکتورهای عمده ای در کنترل کیفیت نخ های بخیه هستند. برای تامین سیستماتیک و کنترل شده ی دارو، نخ جراحی باید به نحوی طراحی شود که در طول زمانی که برای بهبود زخم لازم است یکپارچگی مکانیکی خود را حفظ کند. تشکیل بیوفیلم در سطح نخ جراحی نقش مهمی در عفونت های محل جراحی ایفا می کند. نخ بخیه های بافته شده مقاومت کششی بیشتری نسبت به نخ بخیه های تک رشته ای دارند. اگرچه آن ها چسبندگی باکتریایی که تاثیری معکوس بر فرآیند بهبود زخم دارند را آسان تر می کنند. بنابراین نخ های بخیه ی ضد میکروبی به عنوان راهبردی موثر که می تواند از چسبندگی میکروب ها جلوگیری کند پیشنهاد شده اند.
اخیرا نخ جراحی هایی با پوشش تری کلوزان به طور گسترده در این مورد استفاده می شوند. اما مقاومت رو به رشد در مقابل تری کلوزان نیاز به جایگزین هایی که بتوانند خاصیت ضد میکروبی را بدون تاثیر منفی بر ساختار و خواص انتشاری بخیه افزایش دهند را مطالبه می کند. ذرات نانو نویدهایی را به عنوان جایگزین برای آنتی بیوتیک ها می دهند. نخ جراحی های پوشیده شده از ذرات نانوی نقره ای فعالیت های آنتی باکتریال خوبی بدون تغییر در مقاومت کششی نشان داده اند. ما برای ساخت بخیه های با کیفیت بالا با سطوح مهندسی شده ی دارای ویژگی های چند منظوره، شامل خواص مکانیکی و تجزیه زیستی مناسب، هنوز راه درازی در پیش داریم. مطالعات بعدی باید میان مورفولوژي، ساختار و خواص مواد نخ های بخیه همراه با توانایی دارویی و مشخصات ترشح آن ها ارتباط برقرار کند.
مواد جدید نخ های بخیه
صرف نظر از نوآوری ها و پیشرفت ها در تکنولوژي های مواد و تکنیک های جراحی، بستن زخم بعد از عمل جراحی یا جراحات همچنان نیازمند بخیه زدن است. نخ جراحی هایی که برای دهه های متمادی در دسترس بوده اند هنوز به طور روزمره مورد استفاده قرار می گیرند. رشدی اساسی در حوزه ی نخ های بخیه ی جراحی در صنعت مراقبت های سلامتی با سهم بازاری تا ۶۴۹ میلیون دلار برای محصولات نخ های بخیه ی قابل جذب و غیر قابل جذب وجود دارد. اگرچه یک پیش بینی جدید جهانی، رشد آرام تری برای بازار نخ های بخیه به دلیل نبود محصولات جدید در مراقبت از زخم را نشان می دهد.
علیرغم وجود جایگزین هایی برای نخ جراحی از جمله استپلر ( منگنه )، چسب بخیه و چسب جراحی موجود در بازار، تقاضا برای نخ بخیه به دلیل افزایش تعداد عمل های جراحی که در سراسر جهان انجام می شوند رو به افزایش است. این محصولات گاهی مقاومت و انعطاف پذیری که نخ های بخیه در ترمیم زخم ها دارند را نشان نمی دهند. انتخاب جنس نخ بخیه در ترمیم زخم ها، عمدتا به فاکتورهایی از قبیل تعداد لایه های بافت درگیر در بسته شدن زخم، کشش از این طرف به آن طرف عمق زخمی که بخیه زده می شود، وجود ورم، زمان مورد انتظار برای کشیدن بخیه، داشتن مقاومت کافی و داشتن کمترین یا هیچ واکنش التهابی بستگی دارد.
نخ های بخیه همچنین باید دارای خاصیت انعطاف پذیری و خم پذیری کافی برای استفاده ی راحت تر در هنگام بخیه زدن باشند. به علاوه راحتی در گره زدن، امنیت بالای گره ها، بدون ایجاد سوزش و بدون مواد عفونی بودن نیز از دیگر ویژگی های مهم نخ های بخیه هستند. جنس نخ های بخیه موجود برای استفاده های روزمره، بیشتر الزامات اولیه اما نه تمامی آن ها را بر آورده می کند. بنابراین تلاش های اخیر بر توسعه ی مواد نخ جراحی ای که تمامی ویژگی های مطلوب به همراه قابلیت های بیشتر از قبیل پتانسیل انتقال دارو و سلول برای تسهیل و/ یا تسریع بهبود زخم را داشته باشند متمرکز شده اند.
مواد و طراحی های جدید نخ های بخیه طیف کاربردهای زیست پزشکی نخ های بخیه را گسترش داده است. پیشرفت های جدید و روندهای در حال ظهور در تکنولوژي نخ های بخیه پتانسیل های عظیمی در کاربردهای کلینیکی/ جراحی شامل فرآیندهای تخصصی و درمان زخم ها دارد.
این مقاله قصد دارد که مروری کلی بر نخ جراحی های موجود، ویژگی های مشخصه، و خواص مواد نخ های بخیه با تاکید بر روندهای نو ظهور از قبیل نخ های بخیه دارای مولکول های زیست فعال (داروها، ضد میکروب ها و سلول های بنیادی) و بخیه های هوشمند فراهم کند. تحقیقاتی جامع برای مطالعات یا گزارشات در مورد انواع نخ های بخیه تا پایان سپتامبر ۲۰۱۵ با استفاده از بانک های اطلاعاتی PubMed، Scopus و www.clinicaltrials.gov انجام و منتشر شد. اصطلاحات استفاده شده در این تحقیق در این بانک های اطلاعاتی شامل «نخ های بخیه»، «جنس نخ های بخیه»، «نخ جراحی های ضد میکروب»، «نخ جراحی های آنتی باکتریال»، «عفونت محل جراحی»، «نخ جراحی های دارای دارو»، «نخ جراحی های دارای سلول های بنیادی»، « نخ جراحی های زیست فعال» ، «نخ جراحی های بافته شده» «نخ جراحی های بافته شده ی زیست فعال» و «نخ بخیه های کشسانی» هستند.
اصطلاحات به تنهایی و یا در ترکیبات مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. مقالات جستجو شده تنها به مقالاتی که به زبان انگلیسی چاپ شده بودند محدود شدند. سپس این مقالات برای ارتباط و شواهد پشتیبانی کننده ی آن ها گردآوری و مطالعه شدند. به علاوه مقالات مرتبط که در فهرست منابع مقالات انتخاب شده و استفاده شده ذکر شده بوند نیز اضافه گردیدند. هر گزارش یا مطالعه ای که دارای شواهد لازم برای تایید یافته های ذکر شده در نشریه نبود از این بررسی حذف شد.
نخ بخیه ی جراحی به عنوان ابزاری پزشکی در درمان زخم نقشی اساسی ایفا می کند و پیشرفت های اخیر بهره وری و قابلیت اجرایی آن را گسترش داده است. پیشرفت اساسی در این جبهه می تواند به پیشرفت های تکنولوژيکی در علوم مواد نسبت داده شود. پلیمرها با انعطاف پذیری بالایشان دارای پتانسیلی عمده برای افزایش تنوع جنس نخ های بخیه با خواص مکانیکی و فیزیکی عالی هستند. به علاوه، ثابت شده است که پلیمرهای زیست تخریب پذیر که می توانند بدون از بین بردن یا جراحی مجدد به راحتی شکسته و دفع یا دوباره جذب شوند سودمند هستند.
این مواد همچنین برای قابلیتشان در انتقال داروها، سلول های بنیادی، پروتئین ها، پپتیدها، پادتن ها، دی ان ای، ذرات نانو و غیره به محل مورد نظر و از آن طریق افزایش پتانسیل درمانی نخ های بخیه شناخته شده هستند. عملکرد اصلی و کارآمدی نخ های بخیه به خواص فیزیکی مکانیکی بستگی دارد و بسیار مهم است که این ویژگی ها در زمان تغییر و پوشیده شدن با مواد زیست فعال و گیرنده ها حفظ شوند. به علاوه، برای تغییرات مطلوب و بهتر این نخ ها باید غیر کانزانوژنیک، غیر سمی و بدون مواد حساسیت زا باشند و مهم تر این که نباید هیچ واکنش منفی ای در بافت های میزبان ایجاد کنند.
برای تامین این الزامات ضروری است که مطالعات پیش از بالینی دقیقی انجام داده و امنیت و بهره وری این نخ های بخیه ی نو ظهور را در آزمایش های انسانی ارزیابی کرد. نسل بعدی مواد نخ های بخیه که نتیجه ی تلاش های میان رشته ایست، پتانسیل عظیمی برای تاثیرگذاری بر نتایج جراحی ها و بهبود زخم ها دارد.
نتیجه گیری
در میان مواد متنوع پلیمری موجود، نخ های بخیه ی زیست تخریب پذیر به طور قابل ملاحظه ای مورد توجه قرار گرفته اند، زیرا آن ها نویدهای مهمی در قلمروی انتقال دارو می دهند. نخ های بخیه به عنوان راهبردهایی موثر برای انتقال مواد آنتی باکتریال یا داروهای ضد التهاب به محل جراحی شناخته شده اند. توسعه های اخیر خاصیت های مکانیکی پیشرفته ای به نخ های بخیه بخشیده است، اما طراحی نخ های بخیه با تمامی ویژگی های مطلوب همچنان تحت بررسی است. تلاش هایی در جهت تحلیل توسعه های اخیر مرتبط با نخ های بخیه ی از نظر بیولوژيکی فعال با تاکید بر پتانسیل آن ها به عنوان حامل انتقال دارو انجام شده است. اخیرا توسعه ی انواع مواد نخ های بخیه بر اساس خاصیت ها و قابلیت های آن ها در جهت بهبود بافت و بستن زخم رشد داشته است.
روندهای نوظهور و جدید در تکنولوژي نخ جراحی ها شامل نخ جراحی های بافته شده ی بدون گره، نخ جراحی های ضد میکروب، نخ جراحی های زیست فعال از قبیل نخ جراحی های دارای دارو و نخ جراحی های دارای سلول های بنیادی و نخ جراحی های هوشمند مانند نخ جراحی های کشسانی و الکترونیکی مورد بحث قرار گرفته اند. این راهبردهای جدیدتر نخ های بخیه را از استفاده ی صرف به عنوان یک نهاد نزدیک کننده ی بافت های رو به روی هم به عنصری فعال تر از لحاظ زیستی تبدیل کرده است که انتقال دارو و سلول ها به یک محل مورد نظر همراه با پتانسیل کاربرد هم در درمان و هم در تشخیص را امکان پذیر می سازد.
مروری بر نسل جدید نخ های بخیه جراحی نخ جراحی و مروری بر نسل جدید آن ن. گوهر نشان استاد و رئیس دانشگاه فنی و مهندسی هندوستان تاریخ تالیف: ۵ ژوان ۲۰۱۸،
