Lepsze cewniki to korzyści dla pacjentów
W ramach finansowanego przez UE projektu UNITISS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Understanding interactions of human tissue with medical devices) naukowcy postanowili opracować zaawansowane strategie projektowania wyrobów medycznych na bazie cewnika. Głównym celem było ograniczenie ryzyka powikłań spowodowanych stosowaniem cewników. Aby zrealizować te zamierzenia, przeanalizowano szereg rozwiązań mających na celu poprawę konstrukcji cewników. Należy do nich udoskonalona geometria i regulacja sztywności cewnika, zaawansowane powłoki oraz metody pomiaru i minimalizacji sił działających między cewnikiem a tkanką. Aby przetestować te udoskonalenia, konieczne było opracowanie odpowiednich modeli tkanki ludzkiej. Uczestnicy projektu ustalili, że aktualnie dostępne syntetyczne modele nie nadają się do wystarczająco dokładnej imitacji takiej tkanki. W tego powodu przeprowadzono testy na modelu świńskiej aorty ex vivo, aby dokonać symulacji oddziaływań między cewnikiem a tkanką, z którą ma styczność. Przebadano szereg cewników oraz specjalnie zaprojektowane uchwyty do cewników i tkanek. Stworzono też nowy model sztucznej skóry, na którym można symulować tarcie i zachowanie mechaniczne skóry suchej i zwilżonej. Badacze ocenili ponadto właściwości dotyczące tarcia powierzchniowego i wytrzymałości na rozciąganie skóry ludzkiej ex vivo, ludzkiej skóry właściwej i skóry uzyskanej przy pomocy inżynierii tkankowej. Przeprowadzono badanie histologiczne oraz różne analizy spektroskopowe i mikroskopowe, aby lepiej poznać reakcję mechaniczną ludzkiej tkanki na interakcje fizyczne oraz następujące w efekcie uszkodzenie tkanki. Dokonano także oceny właściwości dotyczących tarcia w ludzkiej skórze in vivo oraz modelach skóry świńskiej i sztucznej. Aby zminimalizować skutki uboczne cewnikowania, w projekcie UNITISS opracowano powłoki polimerowe do wyrobów medycznych. Powłoki te oddziałują z wodą oraz mają właściwości smarne i przeciwbakteryjne, dzięki czemu zapobiegają uszkodzeniu tkanki i infekcjom. Część prac poświęcona była także modelowaniu komputerowemu interakcji mechanicznych między cewnikiem i naczyniami krwionośnymi oraz ich właściwości hydrodynamicznych. Uzyskane w ten sposób informacje wykorzystano jako wskazówki do projektowania udoskonalonych końcówek cewnika. Wyniki projektu UNITISS przekładają się na udoskonalone metody badań in vitro do naśladowania zachowanie tkanki in vivo, co zmniejszy konieczność prowadzenia testów na zwierzętach i ludziach. Pozwoliły też lepiej zrozumieć odpowiedź tkanki człowieka na oddziaływania fizyczne oraz udoskonalić materiały i powłoki do wyrobów medycznych i do symulacji tkanek ludzkich. Ta wiedza zostanie wykorzystana do opracowania innowacyjnych wyrobów medycznych i przyniesie korzyści pacjentom wymagającym cewnikowania.
