IMPLANTY PRZYGOTOWYWANE NA MIARĘ
Powszechność stosowania implantów najlepiej świadczy o ich przydatności w procesie leczenia, rehabilitacji oraz późniejszego ich użytkowania, które umożliwia pacjentom w miarę normalne życie i aktywność społeczną i zawodową. W praktyce medycznej najczęściej stosowane są implanty wybierane z dostępnego typoszeregu na podstawie cech anatomicznych pacjenta.
Od dawna stosowane były – i ciągle są wykonywane – indywidualnie i na miarę przygotowywane implanty dentystyczne, takie jak korony, mosty, protezy uzębienia, a także trwałe wszczepy, na których możliwe jest rekonstruowanie utraconego uzębienia. Rozwiązanie takie było możliwe dzięki łatwemu dostępowi do jamy ustnej, gdzie poprzez wykonanie wycisku masą plastyczną można było z łatwością odwzorować istniejące uzębienie, a następnie dopasować do niego rekonstrukcje dentystyczne. Działania te wspomagane były diagnostyką rentgenowską i skanowaniem modeli uzębienia, co pozwalało na wykonywanie prawidłowej oceny tkanek zaangażowanych w proces implantacji.
Inne implanty medyczne długo nie poddawały się praktyce przygotowywania ich na miarę dla danego pacjenta. Dopiero rozwój technik obrazowania komputerowego, szczególnie tomografii komputerowej, w połączeniu z dostępnością technik szybkiego wykonywania prototypów detali (szybkie prototypowanie – ang. rapid prototyping) umożliwiło wykonywanie modeli anatomicznych oraz implantów dla konkretnego pacjenta. Postęp ten dokonał się w końcu ubiegłego wieku, a obecnie obserwujemy gwałtowny wzrost zainteresowania implantami przygotowywanymi na miarę dla konkretnych pacjentów.
Korzyści medyczne wynikające z takiego indywidualnego podejścia do działań terapeutycznych znacznie przewyższają wzrost kosztów związanych z wytwarzaniem indywidualnych implantów. Dzięki idealnemu dopasowaniu implantu do struktur anatomicznych konkretnego pacjenta uzyskuje się lepsze, szybsze i trwalsze efekty lecznicze. Tą drogą eliminuje się częstą konieczność powtórnych operacji wynikających ze złego dopasowania implantu pochodzącego z typoszeregu lub dopasowanego dzięki manualnym zdolnościom chirurga.
Na początku obecnego wieku zespół naukowców, reprezentujących Uniwersytet Medyczny w Łodzi oraz Politechnikę Łódzką, rozpoczął prace nad oceną przydatności wymienionych wyżej metod dla opracowania technologii wytwarzania na miarę implantów dna oczodołu niezbędnych dla rekonstrukcji kostnych ścian zniszczonego w wyniku wypadku komunikacyjnego, udziału w bójce czy też podczas zajęć sportowych. Dotychczas stosowane metody obarczone były sporym ryzykiem ponownej operacji z powodu źle odtworzonej objętości oczodołu.
Pierwsze prace podjęte zostały z inicjatywy lekarza medycyny Marcina Elgalal, odbywającego staż specjalizacyjny w dziedzinie radiologii w zakładzie kierowanym przez Profesora Ludomira Stefańczyka w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym nr 1. im. Norberta Barlickiego, a jednocześnie słuchacza Studiów Doktoranckich na kierunku Budowa i Eksploatacja Maszyn, ze specjalnością Aparatura i Sprzęt Medyczny, prowadzonych na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. Ideą przygotowania implantów na miarę dla konkretnego pacjenta zainteresował się Profesor Marcin Kozakiewicz, specjalista w dziedzinie chirurgii szczękowo-twarzowej, zatrudniony w Uniwersytecie Medycznym w Łodzi. Współpraca ta zaowocowała przygotowaniem pierwszych modeli anatomicznych struktury dna oczodołu, na których przed zabiegiem można było z łatwością odwzorować właściwy kształt implantu wykonanego z siatki tytanowej. Kształt ten był odwzorowaniem unikalnej, jednostkowej i niepowtarzalnej budowy kości danego, pojedynczego pacjenta (implant na miarę). Następnie taki wszczep wprowadzono do oczodołu. Zespół naukowców uzyskał wsparcie dla tych innowacyjnych działań od dyrektora Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego nr 1 Profesora Piotra Kuny, który zdecydował się sfinansować koszty innowacyjnego wykonania kilku implantów. Pierwszy w Polsce zabieg rekonstrukcji zniszczonego dna oczodołu wszczepem odtwarzającym indywidualną budowę anatomiczną danego pacjenta przeprowadził prof. Marcin Kozakiewicz w styczniu 2007 roku.
W tym samym czasie Marcin Elgalal problematyką implantów przygotowywanych na miarę zainteresował Profesora Bogdana Walkowiaka, opiekuna specjalności Studiów Doktoranckich Aparatura i Sprzęt Medyczny. W wyniku tego, przed Radą Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej otwarty został przewód doktorski pod tytułem: „Projektowanie i wykonanie zindywidualizowanych implantów techniką Rapid Prototyping”, którego współpromotorami zostali Profesorowie Bogdan Walkowiak z Politechniki Łódzkiej i Marcin Kozakiewicz z Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. W ramach przewodu doktorskiego postanowiono sprawdzić, czy można i z jaką dokładnością odtworzyć uszkodzony oczodół bazując na zdrowym oczodole tego samego pacjenta. Doktorant wykonał analizę ponad 200 przypadków tomografii komputerowej pacjentów z populacji zamieszkującej województwo łódzkie. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że stopień symetrii struktur anatomicznych twarzoczaszki jest wystarczający dla praktycznego wykorzystania geometrii niezniszczonego oczodołu dla rekonstrukcji oczodołu zniszczonego. Po wykazaniu racjonalności naukowej takiego postępowania przystąpiono do praktycznej realizacji modeli anatomicznych dla konkretnych pacjentów i ich klinicznego zastosowania. Na realizację tych zadań badawczych uzyskane zostało finansowanie z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu promotorskiego (projekt nr N N518 362734) o tym samym tytule co przewód doktorski. Ostateczną weryfikację skuteczności klinicznej nowej metody leczenia przeprowadził Dr n. med. Piotr Loba z Kliniki Chorób Oczu Uniwersytetu Medycznego w Łodzi dokumentując szybką poprawę czynności obuocznego widzenia u chorych leczonych z zastosowaniem indywidualnych wszczepów. W trakcie trwania projektu bardzo istotnej pomocy udzielił Profesor Ludomir Stefańczyk, który nie tylko udostępnił bazę danych z badań tomograficznych twarzoczaszki, ale też wspierał naukowo cały projekt.
W 2009 roku Profesor Marcin Kozakiewicz objął stanowiska kierownika Oddziału Klinicznego Chirurgii Szczękowo-Twarzowej UM w Łodzi i rozpoczął współpracę z Uniwersyteckim Szpitalem Klinicznym im. Wojskowej Akademii Medycznej – Centralnym Szpitalem Weteranów. Dzięki zrozumieniu i wsparciu dyrektora szpitala Profesora Jacka Rysza, kontynuowane były prace badawcze i kliniczne w zakresie wykonywania zindywidualizowanych implantów wszystkich ścian oczodołu. Obecnie jest to jedyna w Polsce placówka kliniczna wykonująca zabiegi rekonstrukcji oczodołu z wykorzystaniem opisywanej techniki. Na zabiegi te zgłaszają się pacjenci z terenu całej Polski uzyskując pomoc medyczną niedostępną im do tej pory.
W czerwcu 2010 roku, w wyniku pomyślnej obrony rozprawy doktorskiej, Marcin Elgalal uzyskał stopień doktora nauk technicznych w dziedzinie budowy i eksploatacji maszyn, wzbogacając w ten sposób cenne dla pacjentów wykształcenie. Obecnie Doktor Marcin Elgalal, reprezentujący zarówno nauki medyczne, jak i techniczne, uczestniczy wraz z Profesorami Bogdanem Walkowiakiem i Marcinem Kozakiewiczem, w tworzeniu Pracowni Implantów Medycznych Łódzkiego Technoparku.
Celem powstałej Pracowni Implantów Medycznych, będącej częścią składową budowanego w ramach projektu BioNanoPark Laboratorium Biofizyki Molekularnej i Nanostrukturalnej, jest wspomaganie działalności klinicznej jednostek medycznych w zakresie przygotowywania implantów medycznych na miarę dla konkretnych pacjentów. W chwili obecnej w ofercie pracowni znajdują się implanty do rekonstrukcji ścian oczodołów, ale zespół naukowy pracowni chętnie podejmie współpracę w zakresie innych struktur anatomicznych organizmu ludzkiego.
Na wyposażeniu pracowni znajdują się:
- stacje robocze i oprogramowanie do przetwarzania danych i przygotowania wirtualnych modeli struktury anatomicznej
- drukarka 3D do wykonywania fizycznych modeli struktur anatomicznych
- oprogramowanie służące do komunikacji z klinikami zamawiającymi usługę (implanty.technopark.lodz.pl)
Ale co najważniejsze, pracownia oferuje wsparcie kliniczne i techniczne ze strony doświadczonego zespołu, w skład którego wchodzą: radiolog, chirurg i biofizyk