از کلاس درس تا فناوری پزشکی؛ دانش‌آموزی که با ساخت ایمپلنت هوشمند استخوان هزینه درمان را ۴۰ درصد کاهش داد

باشگاه خبرنگاران جوان؛ پریزاد اقبالی - غزل عطایی، دانش‌آموز پایه دوازدهم و پژوهشگر حوزه مهندسی پزشکی، در گفت‌و‌گو با خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران جوان از طراحی و توسعه یک نانوکامپوزیت بیوسرامیکی مغناطیسی برای ترمیم شکستگی استخوان خبر داد و گفت: این فناوری با کاهش نیاز به جراحی دوم، می‌تواند هزینه درمان را حدود ۴۰ درصد و مدت زمان بهبود بیماران را تا ۶۰ درصد کاهش دهد و در عین حال وابستگی کشور به ایمپلنت‌های وارداتی را نیز کاهش دهد.

وی با اشاره به چالش‌های درمان شکستگی‌های استخوانی اظهار کرد: در روش‌های متداول، بیماران پس از شکستگی یا جراحی، معمولاً از گچ، آتل یا ایمپلنت‌های فلزی استفاده می‌کنند. هزینه این روش‌ها از چند میلیون تا بیش از ۱۵۰ میلیون تومان متغیر است و در صورت استفاده از ایمپلنت‌های خارجی، هزینه‌ها به ۲۰۰ تا هزار دلار نیز می‌رسد. علاوه بر هزینه بالا، دوره درمان نیز بین چهار تا ۱۲ هفته به طول می‌انجامد و در بسیاری از موارد بیمار برای خارج کردن پلاتین یا ایمپلنت، نیازمند انجام یک عمل جراحی مجدد است.

عطایی افزود: در این طرح، نانوکامپوزیتی بیوسرامیکی با خاصیت مغناطیسی تولید شده که از ترکیب چند نانوذره داخلی ساخته شده است. این ماده پس از قرار گرفتن در محل شکستگی، تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد و روند ترمیم استخوان را تسریع می‌کند. بخش مورد نیاز این ماده به مرور جذب بدن می‌شود و مابقی نیز از طریق فرآیند‌های طبیعی دفع خواهد شد؛ بنابراین بیمار دیگر نیازی به جراحی دوم برای خارج کردن ایمپلنت نخواهد داشت.

به گفته این پژوهشگر، استفاده از این فناوری می‌تواند هزینه درمان را از حدود ۴۰ درصد کاهش داده و دوره بهبود را از چهار تا شش هفته به حدود دو تا چهار هفته برساند. همچنین به دلیل استفاده از نانوذرات تولید داخل، زمینه کاهش وابستگی به تجهیزات وارداتی و جلوگیری از خروج سالانه ۱۲ تا ۱۵ میلیون دلار ارز از کشور نیز فراهم می‌شود.

وی با بیان اینکه بخش عمده تجهیزات مورد استفاده در جراحی‌های ارتوپدی وارداتی است، تصریح کرد: تولید داخلی این محصول علاوه بر صرفه‌جویی ارزی، موجب کاهش تعداد اعمال جراحی، افزایش ظرفیت پذیرش بیماران در مراکز درمانی و کاهش مصرف تجهیزات یک‌بارمصرف می‌شود که آثار اقتصادی و زیست‌محیطی قابل توجهی به همراه دارد.

عطایی درباره وضعیت فعلی پروژه گفت: مطالعات آزمایشگاهی و شیمیایی این طرح به پایان رسیده و آزمون‌هایی نظیر XRD، VSM، TG و سایر آزمایش‌های تخصصی با موفقیت انجام شده است. همچنین مقاله علمی این پژوهش منتشر شده و از نظر علمی مورد تأیید قرار گرفته است. در حال حاضر، پروژه در مرحله ثبت اختراع و دریافت مجوز‌های لازم برای انجام آزمون‌های حیوانی قرار دارد.

وی مهم‌ترین مانع پیش‌روی تجاری‌سازی این فناوری را دشواری دریافت کد اخلاق برای انجام مطالعات حیوانی عنوان کرد و افزود: به دلیل دانش‌آموز بودن اعضای تیم، فرآیند اخذ مجوز‌ها زمان‌بر شده است. در حال حاضر نیز مذاکراتی برای همکاری با یک آزمایشگاه تخصصی در حال انجام است تا پس از انعقاد قرارداد، آزمایش‌های حیوانی آغاز شود و امکان ارزیابی عملکرد محصول پیش از ورود به مطالعات انسانی فراهم شود.

این پژوهشگر با اشاره به سابقه فعالیت خود گفت: فعالیت‌های پژوهشی را حدود شش سال پیش آغاز کردم و از دوران دبیرستان به‌طور جدی وارد حوزه مهندسی پزشکی و نانوپزشکی شدم. اگرچه در رشته ریاضی تحصیل می‌کنم، اما هدفم ادامه تحصیل در رشته مهندسی پزشکی و فعالیت در حوزه طراحی و توسعه فناوری‌های نوآورانه پزشکی است.

عطایی با انتقاد از کمبود حمایت‌های نهادی از پژوهشگران دانش‌آموز اظهار کرد: یکی از مهم‌ترین مشکلات، جلب اعتماد به تیم‌های دانش‌آموزی و فراهم نبودن زیرساخت‌های لازم برای ادامه تحقیقات است. در بسیاری از موارد، دانش‌آموزان برای استفاده از امکانات آزمایشگاهی با محدودیت‌های جدی مواجه هستند و همین موضوع روند توسعه فناوری را کند می‌کند.

وی همچنین از نبود حمایت مؤثر برخی نهاد‌های مرتبط گلایه کرد و گفت: تاکنون از سوی آموزش‌وپرورش، ستاد توسعه فناوری‌های نانو و میکرو و سایر نهاد‌های مسئول، حمایت عملی قابل توجهی از این طرح صورت نگرفته است. در حالی که پژوهش‌سرا‌های دانش‌آموزی باید بستری برای رشد استعداد‌های پژوهشی باشند، در برخی موارد نه تنها کمکی به پژوهشگران نمی‌کنند، بلکه انگیزه دانش‌آموزان برای انجام فعالیت‌های تحقیقاتی را نیز کاهش می‌دهند.

این دانش‌آموز پژوهشگر با اشاره به دستاورد‌های علمی خود افزود: این طرح موفق شده است در رویداد «استارت‌دموی نانو» دانشگاه صنعتی امیرکبیر رتبه سوم را در میان شرکت‌های فعال حوزه نانوپزشکی کسب کند. همچنین به عنوان تنها تیم دانش‌آموزی حاضر در رویداد «تینکفو» رتبه نخست را به دست آورده و در جشنواره‌های مختلف علمی و پژوهشی نیز عناوین برتر را کسب کرده است. از مهم‌ترین افتخارات فردی من نیز می‌توان به دریافت عنوان «پژوهشگر برتر کشور» و «نوبل ایرانی» اشاره کرد.

عطایی در پایان تأکید کرد: ایران از نظر تولید مقالات علمی جایگاه مناسبی دارد، اما در تبدیل پژوهش‌ها به فناوری‌های کاربردی و تجاری‌سازی آنها هنوز با چالش‌های جدی روبه‌رو است. اگر همکاری میان آموزش‌وپرورش، مراکز پژوهشی، بنیاد‌های علمی و نهاد‌های حمایتی تقویت شود، بسیاری از ایده‌های دانش‌آموزی می‌توانند به فناوری‌های مؤثر و محصولات دانش‌بنیان تبدیل شوند و نقش مهمی در حل مسائل کشور ایفا کنند.