ارتـز و پـروتـز

این روزها از کاربردهای ارتز و پرتز زیاد می‌شنویم ضمن این که قطعاً وقتی کاری در مقیاس‌های بین المللی بزرگ می‌شود، مدعیان آن نیز افزایش پیدا می‌کنند. در واقع این علم ترکیبی از علوم مختلف شامل مهندسی پزشکی شاخه بیومتریال، بیومکانیک، مهندسی شیمی مهندسی پلیمر، مهندسی مکانیک، حوزه توانبخشی و … است.
ابهامات زیادی که در رابطه با این حوزه وجود داشت ما را بر آن داشت تا در این خصوص با دو تن از متخصصان عرصه ارتز و پرتز گفت‌وگو کنیم.

مهندس رامین ساکی، دانشجوی دکتری کلینیکال بیومکانیک دانشگاه آمستردام هلند
هرچیزی هسته‌ای مرکزی دارد و هسته مرکزی توانبخشی هم بیومکانیک است. همانطور که در تخصص‌های پزشکی، پایه و اساس تشریح بدن است، مبانی اصلی توانبخشی نیز بیومکانیک است.
بیومکانیست ها ساختار حرکتی بدن را مورد مطالعه قرار می‌دهند. این حرکات شامل گستره وسیعی از حرکاتی مکانیکال است. برای مثال پدیده‌های میکروسکوپی از قبیل تقسیم سلولی تا پدیده‌های ماکروسکوپی مانند راه رفتن، در بیومکانیک مورد بررسی قرار می‌گیرد.
ارتوپدیست ها فرآیندها را مورد مطالعه قرار می‌دهند و بیومکانیست ها همه ساختارها را کنار یکدیگر بررسی می‌کنند و می توانند ساختار را به بهترین شکل ممکن بازسازی کنند و بنابراین هنگام عمل جراحی باید حضور داشته باشند و فرآیندها را اصلاح کنند. برای مثال بیومکانیست ها انتقال تاندون را مورد بررسی قرار داده‌اند و موجب بهبود کارکرد مفاصل شده‌اند.
ارتز و پروتز زیر شاخه ابزارهای کمکی در پزشکی هستند. پروتز جایگزین اندام می‌شود؛ مانند پروتز چشم، پروتز دست و پا، پروتز زیر کاسه چشم و … . مهندسان پزشکی، بیو دیزاین را در بالاترین سطح آموزش می‌بینند و می‌توانند مدلسازی‌های خوبی انجام دهند و پروتز و ارتز ها را به صورت اصولی، استاندارد، کاربردی طراحی و تولید کنند.
از علم بیومتریال نیز می‌توان در طراحی‌ها بهره برد و وسیله‌ای تولید کرد که در اوج سبکی و کارآمدی با بافت‌های بدن سازگار باشد و ایجاد حساسیت نکند. همچنین با ترکیب علوم بیومکانیک و بیومتریال می‌توان نقاط فشار پا را بهینه سازی کرد.
ارتوپدی فنی، زیر شاخه‌ای از علوم پزشکی است. بنابراین متخصان این حوزه بیمارشناسان خوبی هستند. حال اگر متخصص ارتوپد فنی و بیومکانیست هر دو وضعیت بیمار را رصد کنند و بیمار را از دو منظر مورد بررسی قرار دهند قطعاً در حوزه ساخت پروتز نتیجه بسیار مطلوبی حاصل می‌‌شود.
در دو سال اخیر همکاری متخصصان بیومکانیک و ارتوپد فنی در سراسر کشور بیشتر شده است و نتیجه این همکاری هم ساخت پروتزهای با کیفیت‌تر بوده است.

مهندس رسول عابدی، دانشجوی دکتری بیومکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر
تجهیزات کمکی نظیر ارتز ها، علاوه بر توانبخشی توان افزایی را انجام می‌دهند. ارتز کنار بدن قرار می‌گیرد تا جلوی پیشرفت بدشکلی مفصلی را بگیرد یا به حرکت مفصلی کمک کند و گستره حرکت آن را بیشتر کند. بریس ها و آتل‌ها ارتز های موقت هستند.
ارتز ها از نظر مکانیزم حرکتی به دو دسته فعال و نیمه فعال تقسیم می‌شوند. ارتز غیر فعال تماماً مکانیکی است یعنی نیروی محرک یا محرک در آن دخیل نیست اما ارتز های فعال دارای محرک‌ هستند.
فیکاستور از نظر عملکردی، مشابه ارتز کنار عضو قرار می‌گیرد اما دقیقاً نمی‌توان گفت در گروه ارتز ها دسته بندی می‌شوند.
پروتزها جایگزین اعضا می‌شوند، دست و پای مصنوعی، قلب مصنوعی و انواع ایمپلنت‌ها که در بدن استفاده می‌شوند، همگی نوعی پروتز هستند.
برای پروتز دست و پای مصنوعی ابتدا باید بررسی کرد که عضو مورد نظر از کجا قطع شده است. باید وزن عضو قطع شده را به دست آورد و پرتز را به گونه‌ای طراحی کرد تا گشتاور حول مفاصل برقرار باشد و تعادل بدن را بر هم نزند.
اکسترنال پاورها نوعی از پروتزها هستند که از محرک‌های خارجی استفاده می‌کنند برای مثال از سیگنال عضلات سینه برای پنجه و پرتز انگشتان دست کمک می‌گیرند. بنابراین چندین تخصص در ساخت آن‌ها سهیم است. علم بیومکانیک در ساخت این پروتز، میزان نیروی انگشتان را مورد مطالعه و بررسی قرار می‌دهد تا برای مثال شخص بتواند با اِعمال نیروی کافی، تخم مرغی را بردارد؛ یعنی نیرو آنقدر کم نباشد که تخم مرغ بیافتد یا آنقدر بیش از حد هم نباشد که در دست فرد بشکند.
متخصصان حوزه بیوالکتریک بررسی می‌کنند که این محرک‌ها از کدام عضله می‌تواند به انگشتان مصنوعی وارد شوند و علم بیومتریال خواص و جنس پروتز را تعیین می‌کند تا بهترین کارآیی را داشته باشد.
پس از ساخت پروتز باید آنالیزهای حرکتی انجام شود تا اگر مشکلی در بدن بیمار ایجاد شده است بر طرف شود؛ برای مثال یک بیومکانیست پس از کار گذاشتن پروتز پا، باید حرکت و راه رفتن فرد را بررسی کند و عملیات لازم را برای بهبود و اصلاح حرکت فرد بیمار انجام دهد.
ایمپلنت‌ ها نوعی خاص از پروتزها هستند. برای طراحی ایمپلنت ‌های مفاصل باید ساختار اسکلتی-عضلانی مفصل مورد نظر را بدانیم و بررسی کنیم مفصل در تمام فعالیت‌های روزانه چه حرکاتی دارد و تحت چه بارهایی است و بررسی کنیم این بارها چه تاثیری بر اعضای مجاور می‌گذارند.