Bioaktywne więzadła z Polski nadzieją dla sportowców po urazie

Zerwane więzadło w kolanie to poważna kontuzja i w konsekwencji długa rehabilitacja. Szansą dla pacjentów na szybszy powrót do formy mogą być syntetyczne, bioaktywne implanty. Innowacyjne rozwiązanie polskich naukowców wchodzi właśnie w fazę badań klinicznych. O projekcie opowiada Julia Higuchi z Laboratorium Nanostruktur Instytutu Wysokich Ciśnień PAN.

Dlaczego materiały bioaktywne, które wykorzystali Państwo do stworzenia implantów więzadeł, są tak innowacyjne?

Materiały, z których wytwarza się sztuczne więzadła muszą spełniać wiele wymagań, aby sprawdzały się w późniejszym użytkowaniu. Zastąpienie naturalnych włókien więzadła sztucznym materiałem stanowi wyzwanie dla lekarza czy inżyniera. Współcześnie do produkcji protez więzadłowych wykorzystuje się polimery naturalne lub syntetyczne. Innowacja w przypadku materiału proponowanego przez nasz zespół bazuje na dwóch unikalnych w skali światowej technologiach: zastosowaniu splotu włókien implantu o bardzo wysokiej wytrzymałości oraz pokrywaniu ultradźwiękowym sztucznych więzadeł nanocząstkami, które są składnikiem budulcowym kości i zębów. Dzięki temu po wszczepieniu więzadła dużo lepiej mocują się do kości pacjenta. Bioaktywność tego materiału polega na tym, że szybko integruje się on z tkankami i sprawniej tworzy nową tkankę kostną.

Julia Higuchi pracuje w laboratorium. Ma na sobie okulary ochronne, czepek i rękawiczki

Na zdjęciu Julia Higuchi z Laboratorium Nanostruktur PAN

Jak będzie można zastosować ten wynalazek w praktyce?

Każdy sportowiec wie, jak poważnym i uciążliwym urazem jest zerwanie więzadła krzyżowego. Rehabilitacja może trwać nawet kilkanaście miesięcy, a czasem zupełnie hamuje karierę osób zawodowo uprawiających sport. Nasze rozwiązanie może być stosowane przy zabiegach rekonstrukcyjnych więzadeł w celu odtworzenia właściwości i funkcji zniszczonych tkanek. Ścięgna i więzadła poddawane ciągłym obciążeniom i urazom często ulegają uszkodzeniu. Powstaje wtedy niestabilność stawu i niebezpieczeństwo wystąpienia kolejnych uszkodzeń w narządzie ruchu. Dlatego w zależności od wieku pacjenta, pracy jaką wykonuje, a także aktywności fizycznej, podejmuje się decyzję o operacji rekonstrukcyjnej.

Co musi się wydarzyć, żeby wynalazek mógł być używany na szeroką skalę?

Teoretycznie nasze rozwiązanie powinno bardzo dobrze zadziałać, ale musimy je jeszcze przetestować i sprawdzić, czy nie występują efekty niepożądane. Pierwszy etap to badania przedkliniczne na hodowlach komórkowych czy kulturach tkankowych. To mamy już za sobą, a faza zakończyła się wystawieniem certyfikatu, że wykorzystane przez nas materiały są nietoksyczne i bezpieczne. Dlatego mogliśmy wejść we współpracę z przychodniami weterynaryjnymi. Przekazujemy nasze implanty kontuzjowanym psom, które są następnie monitorowane. Można powiedzieć, że wśród zwierząt to rozwiązanie już funkcjonuje, a weterynarze i właściciele są bardzo zadowoleni.

Zdjęcie spod mikroskopu, a na nim włókno więzadła pokryte nanocząstkami hydroksyapatytu

Sztuczne więzadło pokryte jest nanocząstkami hydroksyapatytu. To substancja, z której zbudowana jest ludzka kość – zapewnia wysoką biozgodność

A kiedy czas na ludzi?

Właśnie ruszyła faza badań klinicznych. Wyselekcjonowani pacjenci są obecnie badani pod kątem możliwości bezpiecznego przeprowadzenia operacji. Sądzimy, że jeszcze w tym roku odbędą się pierwsze implantacje. Jeśli raport z badań klinicznych będzie pozytywny, będzie można pomyśleć o wprowadzaniu tych materiałów na rynek. To żmudny proces, wymagający dużych nakładów finansowych. Na szczęście otrzymaliśmy finansowanie z *Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, a perspektywa poprawy komfortu życia ponad 20 tys. potencjalnych pacjentów rocznie jest niezwykle motywująca.

* Projekt NANOLIGABOND (POIR.04.01.02-00-0016/16)  jest realizowany w ramach Działania 4.1 Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Wartość projektu to ponad 3 mln 200 tys. zł, a wartość dofinansowania wynosi ok. 2 mln 700 tys. zł. Szczegóły na stronie projektu.

Źródło informacji: Laboratorium Nanostruktur Instytutu Wysokich Ciśnień PAN

Ilustracja: Laboratorium Nanostruktur Instytutu Wysokich Ciśnień PAN

Zdjęcie: archiwum prywatne Julii Higuchi