Inżynieria tkankowa w zwalczaniu raka
Zwężenie dróg oddechowych jest jednym z objawów raka płuc, który nie tylko obniża jakość życia pacjenta, lecz również prowadzi do przedwczesnej śmierci. Lekarze stosują stenty wewnątrzoskrzelowe, które utrzymują drożność dróg oddechowych pacjentów i umożliwiają oddychanie. Główne wady tych stentów to duża retencja śluzu i ryzyko ponownego zatkania wynikające z przerastania stentu guzem. Aby rozwiązać ten problem, uczestnicy finansowanego przez UE projektu PULMOSTENT (Development & evaluation of a viable stent device for the treatment of bronchotracheal cancer) pracowali nad stworzeniem nowatorskiego, wielowarstwowego urządzenia udrażniającego, bazującego na inżynierii tkankowej. Opracowano dwa modele w celu optymalizacji wyników badań. Komputerowy model elementów skończonych ułatwił proces projektowania i przybliżył naukowców do stworzenia prototypu o wymaganych właściwościach mechanicznych. Dzięki optymalizacji poszczególnych składników, badacze chcą stworzyć projekt o najlepszym możliwym działaniu. Modelowanie dróg oddechowych metodą elementów skończonych ukazuje obciążenie tkanki oskrzeli i końcową geometrię testowanego stentu. Badania wykazały, że powłoka z poliuretanowej flaneli będzie przepuszczalna dla składników odżywczych, a jednocześnie zapobiegnie przerastaniu stentu guzem. Pracowano też nad udoskonaleniem postaci systemu uwalniania leku, aby zapewnić wydłużone uwalnianie. Najbardziej odpowiednim układem, zapewniającym kontrolowane uwalnianie leków, okazały się mikrosfery z kopolimeru kwasu mlekowego i glikolowego o średnicy 50-100 µm. Wybrano dwa stenty: na bazie ręcznie splatanego drutu oraz projektu wykonanego z pomocą metody elementów skończonych. Oba wykonane są z nitynolu. Do obu stworzono odpowiedni aplikator. Na ochronę patentową czeka urządzenie, które wysiewa komórki nabłonka in situ w świetle stentu po wszczepieniu go pacjentowi. Pozwoli to uniknąć takich problemów, jak obkurczanie stentu, które utrudnia namnażanie komórek. Urządzenie do wysiewania nabłonka oddechowego może znaleźć zastosowanie również w terapii komórkowej innych schorzeń. Ukończono składanie części i obecnie stent jest testowany na modelu zwierzęcym. Wstępne wyniki są obiecujące. Stent opracowany w tym projekcie pozwoli znacząco poprawić rokowania chorych na raka płuc.
Słowa kluczowe
Inżynieria tkankowa, rak płuc, stent, przerastanie stentu, PULMOSTENT
