Implanty zespołu polskich naukowców mogą zrewolucjonizować ortopedię

Autor: Jacek Janik • Źródło: Rynek Zdrowia25 stycznia 2022 15:58

Zespół naukowców z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej pod kierownictwem dr hab. inż. Agnieszki Gadomskiej-Gajadhur, opracowuje w ramach projektu BoneReg implanty kości gąbczastej, które są szansą dla osób z osteoporozą na szybsze, mniej inwazyjne i skuteczniejsze leczenie oraz szybszą rehabilitację.

Implanty zespołu polskich naukowców mogą zrewolucjonizować ortopedię
Opracowywane przez polskich naukowców implanty kości gąbczastej to rewolucja w ortopedii. Fot. Shutterstock
  • Syntetyczne implanty można przechowywać przez dłuższy czas, w przeciwieństwie do tych pozyskiwanych z Banku Tkanek. W przypadku materiałów otrzymywanych w laboratorium każdy pacjent otrzymuje taki sam materiał, nie obciążony żadnymi wadami
  • Wypełnienie ubytków gęstości kości, spowodowane osteoporozą, przez podanie wypełnienia, które mogłoby kość wzmocnić jest bardzo trudne. Wypełnienia, które są obecne na rynku, nie są najlepsze. Z powodzeniem mogłyby je zastąpić implanty opracowywane przez naukowców z Politechniki Warszawskiej
  • Rozpoczynający się kolejny projekt ma wykorzystać komórki macierzyste dziąseł, bardzo silnie proregeneracyjnych, które można pobrać nieinwazyjnie, do wyprowadzenia fragmentów kości i chrząstki. To może być w przyszłości szansa na trzecie zęby a nawet na odbudowę rdzenia kręgowego

W odpowiedzi na potrzeby ortopedów

Rynek Zdrowia: - Skąd pomysł na Implant kości gąbczastej?

Dr hab. inż. Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - Właściwie powinnam zacząć od tego, że to tak naprawdę są dwa implanty. Są one zupełnie odmienne. Pierwszy z nich w tej chwili już jest bardziej zaawansowanym. Powstał w wyniku podpowiedzi profesora Krzysztofa Ficka, z którym znamy się od wielu lat. W czasie naszych spotkań profesor często mówił mi o problemach, jakie ma na sali operacyjnej, jakich mu brakuje narzędzi. Zespół moich inżynierów próbuje czasami znaleźć tego rozwiązanie. Tak się narodził pomysł implantów, o których rozmawiamy.

- Kiedyś profesor powiedział, że dobrze byłoby, gdyby można było dysponować w miarę tanim wypełnieniem kości gąbczastej. Najlepiej syntetycznym, które można by było przechowywać przez dłuższy czas, tak by w każdej chwili był gotowy do użytku. Implanty, które są pozyskiwane z Banku Tkanek to materiały o dość krótkim terminie przydatności. Są one także różne w zależności od tego, kto był ich dawcą, czy to była osoba młoda, starsza, czy posiadająca jakieś choroby czy nie. W przypadku materiałów, które otrzymujemy w laboratorium, każdy pacjent dostaje w taki sam materiał, nie obciążony żadnymi wadami.

RZ:- Mówiła pani o dwóch, różnych rodzajach implantu…

Agnieszka Gadomska-Gajadhur:- Ten drugi pomysł narodził się trochę później, również podczas rozmów z profesorem Fickiem, kiedy powiedział, również dość dużym, problemem są ubytki gęstości kości, spowodowane osteoporozą, zwłaszcza kiedy taki ubytek jest umiejscowiony gdzieś bardzo daleko w kości. Podanie jakiegoś wypełnienia, które mogłoby kość wzmocnić jest bardzo trudne. Takie wypełnienia, które są obecne na rynku, nie są najlepsze, ponieważ najczęściej albo powodują nadmierne gromadzenie komórek w określonym miejscu albo po prostu, nie działają odpowiednio wzmacniająco na kość.

Właśnie drugim zadaniem w projekcie BoneReg (Porowate, biodegradowalne implanty do regeneracji kości gąbczastej, (LIDER/4/0010/L-11/19/NCBR/2020)), które realizujemy, postanowiliśmy zrobić implant, który będzie można podać mniej inwazyjnie. Trochę to działa na zasadzie działania kleju dwuskładnikowego. Najpierw podajemy jedną ciecz a następnie drugą. Wówczas zachodzi reakcja w organizmie i powstaje z tych dwóch cieczy ciało stałe.

RZ: - Co to znaczy w tym przypadku podawane implantu nieinwazyjnie?

Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - Możliwie najmniejszym otworem jakim się uda się go wprowadzić. Chcielibyśmy podawać to możliwie najcieńszą igłą. Wymusza to takie cechy implantu i wprowadzanych do kości cieczy lekkość, istotne jest też jej ciśnienie, odpowiednia ściśliwość cieczy inplantotwórczych. Słowem jest co robić dla inżynierów. Docelowo w przyszłości może w jednej z tych cieczy znajdą się komórki macierzyste, które będą dodatkowo czynnikiem proregeneracyjnym naturalnej odbudowy kości. Nie tylko żeby ją mechanicznie wzmocnić, ale również odbudować. W zasadzie idea tego pomysłu jest taka, że po wprowadzeniu dwóch cieczy do kości implant sam się tworzy w kości.

Kolejny etap jeszcze w tym roku

RZ:- Projekt BoneReg podzielony jest na cztery etapy. W jakim miejscy jesteście obecnie?

Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - W zasadzie pod koniec pierwszego etapu, ale drugi realizowany jest równolegle. Równolegle pracujemy też pracujemy nad tymi dwoma implantami. Chcielibyśmy wychodząc do etapu badań na zwierzętach, mieć na tym samym etapie obydwa implanty, zgodnie z harmonogramem, w drugiej połowie bieżącego roku. Zobaczymy czy nam COVID-19 no to pozwoli. Przeszkodą mogą być także chociażby ceny, od leków po zwierzęta, które wzrosły dwukrotnie od czasu rozpoczęcia projektu.

Zaplanowanie wprowadzenia implantu zwierzęciu to tylko część badań. Trzeba później to zwierzę doprowadzić do takiego stanu, żeby mogło nie tylko chodzić, ale także normalnie funkcjonować. Trzeba podać leki przeciwgorączkowe, przyspieszające gojenie, konieczna jest też rehabilitacja. Wszystko to kosztuje.

RZ: - Kto finansuje projekt?

Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - Finansowany jest ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. W 2020 roku zostało ono nam przyznane a realizacja projektu ruszyła 1 stycznia 2021 roku. Jednak przyznam, że prace koncepcyjne, badania testowe, trwają od 2016 roku. Nie tylko rozważaliśmy wykorzystanie różnych rozwiązań, ale także przeprowadzaliśmy badania testowe różnych materiałów, które musieliśmy sami pozyskiwać. Po części to efekt także wynikający z naszych wcześniejszych prac. Konkretne projekty są jak cegiełki, z jednego wynika kolejny. Dopiero jak się z tych cegiełek uda poskładać kilka, to powstaje końcowy efekt.

W 2016 roku rozpoczęliśmy pracę nad implantem kości gąbczastej i cały czas próbujemy zrobić go tak by był możliwie najlepszy dla pacjenta. To, co my zaplanujemy w laboratorium niekoniecznie sprawdza się w warunkach sali operacyjnej, czy już później, kiedy pacjent zdrowieje.

RZ: - Zastosowanie tego implantu miałoby ogromne znaczenie dla cierpiących na osteoporozę.

Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - Nie tylko. Te implanty mogą wypełnić wszystkie ubytki kości, do których trudno jest dotrzeć. Na przykład w przypadkach, kiedy pacjent ma usunięty z nowotworem fragment kości. Taki ubytek można byłoby wypełnić ciekłym implantem. Byłaby to po trosze rewolucja w ortopedii. I taką, pracując nad tym projektem, mamy nadzieję. Po interwencji ortopedycznej pacjenta czeka długa rekonwalescencja, rehabilitacja. Po zastosowaniu takiego rozwiązania dużo szybciej będzie dochodził po operacji do zdrowia.

Jest też szansa na trzecie zęby

RZ: - Cegiełka do cegiełki… Czy w planach jest kolejny projekt?

- Owszem. Od 1 stycznia 2022 podjęliśmy prace nad kolejnym projektem, który wyrósł na badaniach, które robiliśmy do tej pory (projekt SteamScaf, grant badawczy BIOTECHMED-3 finansowany ze środków Politechniki Warszawskiej Inicjatywa Doskonałości Uczelnia Badawcza). Realizowany jest z zespołem z Poznania, który będzie próbował wykorzystać komórki macierzyste będące w naszych dziąsłach do wyprowadzenia fragmentów kości i chrząstki. Być może za kilka lat uda się wyprowadzić pacjentom trzecie zęby z takich komórek.

RZ:- To byłoby niezwykłe. Zamiast implantów, nowe, naturalne zęby.

Agnieszka Gadomska-Gajadhur: - Powiem szczerze, że w mojej rodzinie wszyscy chcą się wpisać na listę do badań klinicznych w tym projekcie, bo stwierdzili, że jeśli nam się to rzeczywiście uda, to będzie naprawdę coś niesamowitego. Japończykom się to udało, tylko oni wykorzystali do tego inne komórki macierzyste – z bankowanej krwi pępowinowej. Mają jej dużo, natomiast my w Polsce praktycznie jej nie posiadamy.

Japończycy potrafią zrobić zawiązki zębowe na przykład dla dzieci, które się rodzą bez zawiązków zębów stałych. Takie przypadłości zdarzają się u dzieci również w Polsce. Przeszczepienie wyprowadzonych w laboratorium zawiązków dzieciom powoduje, że rosną im normalnie, stałe zęby.

Chcielibyśmy wykorzystać komórki z dziąseł. Jest w nich dużo komórek macierzystych, bardzo silnie proregeneracyjnych, które można pobrać nieinwazyjnie. Z nich można wyhodować fragmenty kości czy fragmenty chrząstki. Znawcy tematu mówią, że być może również w przyszłości będzie można wyprowadzać komórki nerwowe. To dawałoby szansę na to, że kiedyś będziemy mogli odbudowywać na przykład rdzeń kręgowy.




Dowiedz się więcej na temat:
Podaj imię Wpisz komentarz
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum