Zdravotnícke noviny

Aktuálne

Novinky nás posúvajú dopredu. Hovorí ortopéd

3. október 2016 - Keď sa pred pár rokmi začalo hovoriť o 3D tlačiarňach, ktoré dokážu vytlačiť napríklad súčiastky do mixéra či auta, väčšina ľudí to vnímala ako sci-fi.

A len málokto tušil, že onedlho sa začnú využívať aj v medicíne, dokonca aj na Slovensku. Právom im teda patrí miesto medzi TOP inováciami. Zásluhu na tom má aj MUDr. Radoslav Zamborský z Ortopedickej kliniky LF UK a Detskej fakultnej nemocnice Bratislava.

Náhradné orgány či kosti síce zatiaľ vytlačiť nevedia, no i tak sú pre lekárov v mnohom nápomocné. Jedným z nadšencov 3D tlače v medicíne je aj ortopéd MUDr. Radoslav Zamborský, ktorý sa 3D tlačou a jej aplikáciou v medicíne zaoberá dva roky.

„Každý chirurg musí poznať anatómiu človeka a musí sa vedieť orientovať v 3D priestore. Keď plánuje operačný výkon, musí mať absolútny prehľad,“ hovorí na úvod lekár. Práve na to perfektne poslúži 3D tlačiareň. Zjednodušene povedané, lekári si pred zložitým zákrokom napríklad vrodenej deformity či komplikovanej zlomeniny vytlačia presný model konkrétnej kosti, ktorú sa chystajú operovať, a pomocou neho si naplánujú presný postup. Znie to jednoducho, ale je za tým veľa práce.

„U našich pacientov väčšinou ide o vrodené deformity, operujeme však tiež veľa onkologických pacientov, najmä nádory, ktoré najčastejšie vyrastajú z kosti alebo z mäkkých tkanív. Máme tiež komplikované zlomeniny, hlavne v oblasti kĺbov. Iné sú totiž zlomeniny dlhých kostí a iné tie v oblasti kĺbu, ktoré sú často trieštivé, a bez presnej rekonštrukcie pôvodného kĺbu často zanechávajú trvalé následky,“ hovorí lekár.

Začína sa snímkami

Aj keď v bežnej klinickej praxi celý proces zobrazovania kostných lézií začína vyšetrením röntgenom, pre potreby 3D tlače je potrebné mať vytvorené zobrazenia počítačovou tomografiou, teda CT alebo magnetickou rezonanciou (MR).

Niekedy stačí len röntgen, pri iných je potrebné vyšetrenie doplniť ešte CT či MR – záleží to na tom, čo potrebuje lekár vidieť. Ako vysvetľuje R. Zamborský, CT je lepšie na kosti, MR skôr na mäkké tkanivá a na to, čo je okolo.

Následne sa digitálne snímky (niekedy ich je aj 500 a viac) pomocou špeciálneho softvéru v počítači prehodia do trojrozmerného obrazu. Nejde to však automaticky, obraz sa musí upraviť, veci, ktoré nie sú potrebné, treba po vrstvách odstrániť. Až potom sa zadá tlačiarni povel na tlač.

„Model sa tlačí z umelej hmoty, pri určitej teplote, väčšinou pri 200 stupňoch, nanáša sa tam vrstva po vrstve a tak to celé vzniká,“ opísal to R. Zamborský. Ako dlho? Záleží na veľkosti, napríklad model bedrového kĺbu 17-ročného dievčaťa s vrodenou deformitou sa tlačil osem hodín. „Ale už sú aj rýchlejšie tlačiarne,“ dodal ortopéd.

Klinika zatiaľ nemá svoju vlastnú tlačiareň, ortopédi využívajú spoluprácu s Lekárskou fakultou UK, kde tím medikov pod gesciou MUDr. Andreja Thurza dokončuje modely na viacerých 3D tlačiarňach.

 
Toto je model bedrového kĺbu 17-ročného dievčaťa s vrodenou deformitou bedrového kĺbu. Podľa slov lekára sa k danému stavu vyjadrilo viacero odborníkov, pričom takmer 90 percent z nich sa vyjadrilo, že je potrebná výmena bedrového kĺbu. „Ale umelý bedrový kĺb je väčšia operácia, implantát má svoju životnosť a pacientka je na výmenu bedrového kĺbu ešte mladá, a navyše sa to dá urobiť vždy. Ale tým, že sme to vytlačili a takto si to pozreli, a dokonca sme videli na modeli aj do vnútra, sa k nášmu názoru– pristúpiť k menej radikálnej záchovnej operácii – priklonilo viacero odborníkov. Podobných príkladov, keď 3D tlačené modely pomáhajú v diagnostike a plánovaní v ortopédii, dokážeme nájsť mnoho,“ dodal lekár.

Zľava, sprava

Ako hovorí MUDr. Zamborský, vďaka vytlačenému modelu si problematickú kosť konkrétneho pacienta vie lekár pozrieť zľava, sprava, v rôznych rovinách, nesmie mu však chýbať predstavivosť. „Ak idem niečo také plánovať a vidím to len dvojrozmerne, musím si vedieť v hlave predstaviť, aké je to veľké, čo tam chcem robiť, čo je predtým, čo je za tým, aký to má vzťah k mäkkým štruktúram, k cievam, aby som vedel, čo ma čaká,“ dodal.

Kým u starších, skúsenejších lekárov sa tá predstavivosť za roky praxe vybuduje, a tak nemajú problém si poskladať v hlave, čo idú robiť, u tých mladých je to už horšie.

„Benefit v 3D tlačených anatomických modeloch preto vidím hlavne u mladých začínajúcich lekárov. Ale nielen u nich. To, že si ten model vieme vytlačiť v mierke 1:1, nám veľmi pomáha najmä pri komplikovaných veciach, keďže si to vieme pozrieť vo všetkých rovinách. Veľmi dôležitý je však aj cit, ten pocit, že si to viem chytiť a predstaviť skutočný stav, rozloženie a veľkosť.

V našom odbore je trend operovať miniinvazívne a málokedy dokážeme vidieť celú kosť alebo kĺb takto pekne, ako keď model držím v ruke. Pri operácii všetko vidím len z malého rezu, okolo je koža a mäkké tkanivá a mne z toho vytŕča len kúsok niečoho bieleho,“ hovorí o výhode 3D modelu kosti a ako s úsmevom, ukazujúc na model, dodáva, takto človeka pri operácii nikdy „nevykostí“.

Vďaka dôkladnej príprave sa takto skracuje aj čas operácie. A čím kratší výkon, tým kratšia anestézia, ktorá má tiež svoje riziká – a u detí zvlášť. „Preto sa snažíme, aby aj čas anestézie bol čo najkratší. Sme si vedomí, že ide o detského pacienta, a snažíme sa vždy dokonale pripraviť,“ dodal R. Zamborský.

Veľká podpora

Mladý chirurg si nevie vynachváliť prístup vedenia Ortopedickej kliniky na čele s prednostom prof. MUDr. Milanom Kokavcom a tiež vedenia nemocnice.

„Našiel som tu podporu. Na našej klinike sa nám s takýmito inováciami v medicíne otvárajú veľké dvere a verím, že množstvo nových vecí sa v diagnostike a liečbe u detí stane čoskoro štandardom. Našu prácu absolútne podporuje profesor Milan Kokavec a tiež vedenie nemocnice,“ dodal R. Zamborský.

Situáciu by zlepšilo viac financií, výrobu predoperačných 3D modelov poisťovne nehradia a neplatia za ne ani rodičia malých pacientov, i keď mnohí by si modely najradšej zobrali domov. Veľmi sa im totiž páčia, navyše na nich lekári vedia veľmi dobre vysvetliť a ukázať, čo všetko malého pacienta pri operácii čaká. Modely taktiež slúžia na výučbu medikov, ktorí chodievajú na kliniku v rámci stáží. Cena vytlačeného bedrového kĺbu sa pritom pohybuje okolo 200 eur.

„Keby boli peniaze, chceli by sme, aby to fungovalo ako na niektorých klinikách v Nemecku, Anglicku alebo v Holandsku. Tam na podobných ortopedických klinikách majú svoju vlastnú tlačiareň a urobia si to sami,“ hovorí lekár.

Tlač modelov si dnes bratislavská klinika hradí väčšinou z grantov a vlastných peňazí neziskovej organizácie. Aj preto si netlačia model pred každou jednou operáciou, 3D tlačiareň využívajú najmä pred komplikovanými zákrokmi.

Živé kosti?

Medicína ide dopredu míľovými krokmi, ruka v ruke s technikou a novými technológiami. Ak k tomu pridáme výskum a experimenty s kmeňovými bunkami, výsledkom by mohli byť aj živé, vitálne časti kostí vytlačené na 3D tlačiarni.

„Vytlačiť nejakú živú kosť, ktorá by dokázala nahradiť stratu kosti alebo nejaký defekt, by bolo úplne fantastické. V rámci našej Slovenskej spoločnosti pre regeneratívnu medicínu je to jeden z našich dlhodobých cieľov.

Tam sa chceme dostať. Modely sú síce veľmi pekné, do praxe dobré, ale čo sa týka tlače živých tkanív, to už je úplne iná kategória. Najprv to však musí vzniknúť v laboratóriu,“ dodáva R. Zamborský s tým, že v tomto prípade ide doslova o svetové preteky, komu sa to podarí ako prvému.

Budú to vedci z USA, Japonska či Holandska? „Každá z týchto krajín má veľké univerzity s obrovským finančným supportom, ktorému sa v živote nemôžeme rovnať. Ale aj v podmienkach našej lekárskej fakulty s tímom ľudí, ktorí dajú hlavy dokopy a niekedy robia doslova na kolene, tiež dokážeme urobiť veľa vecí. A možno aj prekvapiť,“ hovorí otvorene mladý lekár.

On sám by sa rád v projektoch venoval tiež náhrade pohybového ústrojenstva, kam okrem kostí patria aj šľachy, väzy a svaly. I keď vzápätí dodáva, že úplne ideálna by bola práve 3D tlačená biologická náhrada kosti.

Dnes lekári štandardne používajú presuny kostí. „Ak vám v dôsledku nejakej zlomeniny, zápalu alebo resekcie nádoru chýba 5- až 7-centimetrový kúsok kosti, je to naozaj problém. Nemáte to odkiaľ zobrať,“ hovorí R. Zamborský.

Lekári získavajú náhradu z inej časti, najčastejšie z lopaty bedrovej kosti. „Lenže to je ďalšia veľká rana, pacientovi musíme zobrať celý blok, dosť ho to bolí a navyše takto dokážete odobrať len určité množstvo kosti. Existujú síce aj kostné banky, z ktorých sa používajú kosti z mŕtvych ľudí, ale tiež majú svoje riziká,“ dodáva lekár.

„Živé“ kosti by sa mohli vyrobiť z kmeňových buniek, rastových faktorov, kolagénu a nosičov. „Ak by sme na miesto kosti dali samotné kmeňové bunky, nemalo by to žiaden efekt, pretože sú tekuté, hneď by sa to rozlialo a neostali by na mieste, kde chceme, aby regenerovali tkanivo.

Musí sa to preto celé vybudovať na nejakej konštrukcii, ktorá je pevná a pre pacienta netoxická a následne umožní prebudovanie a prerastenie živou kosťou. Takéto nosiče je tiež možné tlačiť na 3D tlačiarni, ich základom je stavebná zložka kosti, teda to, z čoho pozostáva kosť, čiže hydroxyapatit a trikalciumfosfát,“ dodal ortopéd.

V super sterilných podmienkach sa následne dajú kolonizovať kmeňovými bunkami, ktoré sa naprogramujú na premenu na bunky kosti a spojiva.

Kým sa však vytlačená „živá“ kosť stane realitou, chvíľu to potrvá. Celý proces musí prejsť klinickými skúškami, začína sa v laboratóriu, musí sa zistiť, či to nie je toxické pre iné tkanivá a tiež, či to nezabíja kmeňové bunky, či prežijú na tom, čo sa vytlačilo, a nakoniec aj to, či sa dokážu prichytiť a premeniť na bunky kosti. Nasledujú skúšky na zvieratách. „Celý ten proces je dlhý. Reálne to vidím tak na päť aj viac rokov, možno aj desať,“ dodal lekár.

Nie peniaze, ale hoby

Keďže 3D plánovanie poisťovňa neprepláca, lekári sú odkázaní na granty či dary. „Poisťovne to nepreplácajú, ale tak je to aj v iných krajinách, aj tam je to platené z extra zdrojov,“ hovorí lekár. Modely sa momentálne hradia už zo spomínanej Spoločnosti pre slovenskú regeneratívnu medicínu a občianskeho združenia ArthroCURE, ktorého je MUDr. Zamborský predsedom.

„Kúpili sme  napríklad novú tlačiareň na živé tkanivá, ktorá je k dispozícii aj pre medikov Lekárskej fakulty UK. Je to cesta, ako sa po malých krôčikoch môžeme posúvať v regeneratívnej medicíne aj na Slovensku a naozaj držať krok v aktuálnych svetových trendoch tlače živého biologického materiálu. Určite sa na tom nedá ani nebude dať zarábať, to nie je biznis.

Nás to baví, pre nás je to hoby. Povedali sme si, že chceme medicínu a celkovo aj výskum na Slovensku posunúť. Sme tím aktívnych ľudí, cestujeme po svete, veľa vidíme a progresívne rozmýšľame. Situácia v zdravotníctve nie je ideálna, ale prečo sedieť za stolom zatrpknutý, keď sami môžeme mnohé veci posunúť ďalej,“ hovorí R. Zamborský.

Pritom o ponuky nemajú títo lekári núdzu, často ich dostáva aj R. Zamborský. „Ale neodídete. Ak už má človek nejakú prax a pozíciu, veľa pacientov, je zapojený vo viacerých výskumných a vývojových projektoch, motivácia odchádzať z krajiny momentálne nie je až taká silná. Nie je to všetko o peniazoch, do zahraničia sa vždy dá ísť, ale doma mi je dobre,“ hovorí otvorene R. Zamborský.

On sám pracoval v Anglicku pol roka, domov sa vrátil kvôli rodine. Tým, že absolvoval tiež mnohé stáže na rôznych zahraničných klinikách a videl, že niečo naozaj funguje, získal aj motiváciu.

„V obmedzených podmienkach asi nevymyslíme nejaké prevratné veci, ale vieme zahraničné modely a postupy doťahovať a implementovať na Slovensku, a to aj v podstatne iných finančných limitoch, pričom nezaostávame za západnou Európu, aspoň čo sa týka ortopédie či úrazovej chirurgie. Musím povedať, že tá úroveň je veľmi dobrá, a to som videl viacero krajín,“ dodal.

Ďalšie TOP inovácie

A čo on sám považuje okrem 3D tlače za TOP inováciu v zdravotníctve? „Určite regeneratívnu medicínu a liečbu kmeňovými bunkami,“ hovorí. Okrem „živých“ kostí má však mladý lekár aj iné plány.

„Veľká vec, do ktorej sa chcem pustiť, sú senzory,“ hovorí a vzápätí vysvetľuje, že ide o zlepšenie diagnostiky na úrovni nanotechnológie. „Ide o mikročipy. Napríklad máte endoprotézu bedrového kĺbu. Tá má svoje komplikácie, časom sa môže napríklad vykývať, môže dôjsť k infekcii, môže sa uvoľniť.

Lekár to však nevie posúdiť dostatočne včas, kým pacient nepríde s komplikáciami a bolesťami. Vtedy už viete, že je to zlé, a je neskoro to riešiť. Preto potrebujeme nejaký systém včasného varovania. Ak by sme však do endoprotézy dali čip, ktorý by sme si napríklad cez wifi vedeli spojiť s mobilom, ukázal by nám, že sa niečo v endoprotéze a najmä v okolí implantátu deje.

Prípadne by senzory analyzovali okolie kovových implantátov, pretože sa tam často vyskytujú infekcie. A tým, že pri infekcii je väčšie množstvo glukózy a mení sa PH prostredia, ten senzor by to zachytil, prípadne rovno cielene uvoľnil lokálnu antibiotickú liečbu. Takáto včasná diagnostika by bolo niečo prevratné v medicíne,“ hovorí R. Zamborský.

Ak by sa napríklad iný typ senzoru dal do sadry alebo do ortézy pacienta, ukázal by, ako pacient dostupoval, cvičil a rehabilitoval. „Všetko by sa to lekárovi na počítači ukázalo a mohol by skôr zasiahnuť, prípadne upravovať pacientovi liečebný režim,“ dodal.

Sekcia: Aktuálne Autor: Katarína Lovasová, šéfredaktorka ZdN
Skupiny: Lekári | Lekárnici | Sestry | Zdravotnícki pracovníci
Ohodnoťte článok:
Počet hlasov: 349