Biomateriały drukowane w 3D oferują podobne korzyści co przeszczep kości
Kość jest drugą po krwi najczęściej przeszczepianą tkanką – co roku wykonuje się prawie dwa miliony zabiegów przeszczepu. Transplantacje kości są czasami wykonywane po złamaniu, infekcji lub wykryciu guza. Prawie połowa tych operacji ma miejsce w Unii Europejskiej. Zabiegi te nie są jednak pozbawione wad. Autologiczne przeszczepy kostne, w których kość jest pobierana od samego pacjenta, wymagają często kilku operacji chirurgicznych i charakteryzują się wysoką zachorowalnością. „Przeszczepy z banków kości lub zwierząt również stanowią problem, zarówno natury technicznej, jak i etycznej”, dodaje koordynatorka projektu Bone3Dmatch Ana Chinea z hiszpańskiej firmy Mimetis. „Wiążą się one z niepożądanymi reakcjami immunologicznymi i przenoszeniem chorób”.
Badanie nowych biomateriałów
Dobrą wiadomością jest to, że postępy w dziedzinie syntetycznych przeszczepów kostnych otworzyły nowe możliwości chirurgiczne, których zaletą jest większa dostępność i sterylność oraz mniejsza zachorowalność. Dotychczas jednak dostępne syntetyki nie były w stanie zaoferować takiego samego poziomu funkcjonalności jak naturalna kość. Celem finansowanego przez Unię Europejską projektu Bone3Dmatch było zatem zajęcie się tym szczególnym problemem poprzez opracowanie substytutów syntetycznej kości, które zapewniają najwyższą wydajność. „Naszym rozwiązaniem tego problemu była biomimikra”, wyjaśnia Chinea. „Innymi słowy, chcieliśmy opracować substytuty przeszczepów kostnych, które w większym stopniu naśladują właściwości kości”. Zbadano nowe biomateriały o właściwościach naturalnych kości, aby sprawdzić, czy mogłyby one wspomóc regenerację kości i powrót pacjenta do zdrowia. Kolejnym kluczowym celem projektu było zidentyfikowanie i opracowanie biomateriałów, które mogłyby być skutecznie drukowane na drukarce 3D. Umożliwiłoby to opłacalną produkcję rusztowań na zamówienie, w celu zaspokojenia indywidualnych potrzeb pacjentów i leczenia skomplikowanych ubytków kostnych.
Syntetyczne rusztowania drukowane w 3D
Zespołowi projektu udało się opracować biomateriał, który został rozpoznany przez komórki kostne jako naturalna kość, a tym samym był w stanie przyspieszyć regenerację kości i powrót pacjenta do zdrowia. W badaniach tych uczestniczyło wiele ośrodków medycznych. Priorytetem zespołu projektowego było zapewnienie, że wszystkie względy etyczne i regulacyjne zostały w pełni uwzględnione. Ponadto, dzięki zastosowaniu zaawansowanych technologii druku 3D, zespół był w stanie wyprodukować rusztowania przystosowane do danego pacjenta w czasie krótszym niż 72 godziny. „Umożliwiłoby to nam leczenie złożonych ubytków kostnych i wprowadzenie bardziej spersonalizowanych metod leczenia”, mówi Chinea. Ten proces produkcyjny został ostatecznie zoptymalizowany, zwiększono też jego skalę, a także opracowano biznesplan wprowadzenia tej innowacji na rynek.
Wprowadzenie innowacyjnych biomateriałów na rynek
Wyniki projektu są nadal zbierane i analizowane, co pomoże zespołowi projektowemu w dalszym zwiększaniu skuteczności i bezpieczeństwa produktu. Kolejne kroki obejmują sfinalizowanie badań klinicznych, opublikowanie wyników i rozpoczęcie komercjalizacji zarówno w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych. „Projekt Bone3Dmatch przyczynił się do przyspieszenia wprowadzenia na rynek biomateriałów nowej generacji do zastosowania w rusztowaniach drukowanych w drukarce 3D”, zauważa Chinea. „Prace realizowane w ramach projektu pomogły umiejscowić Europę w czołówce medycyny regeneracji kości. Mogą również przynieść znaczne korzyści milionom osób na całym świecie, które cierpią z powodu defektów kostnych”. Zespół projektu ma nadzieję na wdrożenie zdecentralizowanego modelu biznesowego, w którym szpitale na całym świecie będą mogły drukować własne, dostosowane dla danego pacjenta implanty z wykorzystaniem tego biomimetycznego biomateriału.
Słowa kluczowe
Bone3Dmatch, biomateriały, kość, przeszczep, opieka zdrowotna, rusztowania, drukowane w drukarce 3D
