Biokompatybilność jest jednÄ… z kluczowych cech decydujÄ…cych o sukcesie przeprowadzanych operacji wszczepienia implantu. Nanotechnologia pozwala opracowywać takie powÅ‚oki implantów, dziÄ™ki którym bÄ™dÄ… one lepiej przyswajane przez organizm. Chodzi o to, by z jednej strony blokowaÅ‚y one przenikanie metali do organizmu, a z drugiej – zwiÄ™kszaÅ‚y trwaÅ‚ość wszczepianych implantów. To jednak drogie rozwiÄ…zania. Polscy fizycy koÅ„czÄ… jednak prace nad nanopowÅ‚okÄ…, której wytwarzanie nie wymagaÅ‚oby gigantycznych nakÅ‚adów inwestycyjnych. Teraz potrzebny jest inwestor, który umożliwi rozpoczÄ™cie kolejnego etapu badaÅ„ nad tym rozwiÄ…zaniem.
– Nasze koÅ›ci z wiekiem tracÄ… odporność mechanicznÄ…. Ponieważ spoÅ‚eczeÅ„stwo siÄ™ starzeje, to powikÅ‚ania po zÅ‚amaniach sÄ… już trzecie na liÅ›cie przyczyn Å›mierci. U pacjentów czÄ™sto dochodzi do koniecznoÅ›ci zastosowania implantu, czyli obcego przedmiotu, najczęściej metalowego. WiÄ™kszość z nas jest uczulona na metale i to jest olbrzymi problem – mówi agencji Newseria Innowacje prof. dr hab. Marek Godlewski, kierownik Centrum Transferu Technologii w Instytucie Fizyki Polskiej Akademii Nauk.
Jakość połączenia tkanki kostnej z powierzchnią implantu jest wyznacznikiem decydującym o przyszłej funkcjonalności protezy implantologicznej. Metalowe implanty kostne, choć są wytrzymałe mechanicznie, nie są trwałe z uwagi na proces degradacji powierzchni metalowej w środowisku biologicznym, a także tworzenie się blizny z tkanki łącznej w miejscu pożądanego kościozrostu z płaszczyzną implantu. W konsekwencji często dochodzi do niestabilności implantu i konieczności przeprowadzenia ponownej operacji.
– Naszym celem nadrzÄ™dnym jest to, żeby implant byÅ‚ bezpieczny, czyli po wkrÄ™ceniu do organizmu nie tylko blokowaÅ‚ stany zapalne, rozwój bakterii, ale jednoczeÅ›nie powodowaÅ‚ bardzo dobre poÅ‚Ä…czenie siÄ™ z koÅ›ciÄ…, na tyle trwaÅ‚e, żeby to byÅ‚o „wieczne”. To jest kierunek, nad którym pracujemy – wyjaÅ›nia prof. Marek Godlewski. – DziÅ› nie ma wiecznych implantów. Nawet w tak bardzo skomplikowanej operacji jak wymiana implantu w biodrze, które jest bardzo czÄ™stym schorzeniem u osób starszych, czÄ™sto gwarantowane jest 10 lat, a potem implant powinno siÄ™ wymienić. Metal w kontakcie z koÅ›ciÄ… powoduje pomaÅ‚u jej degeneracjÄ™, w zwiÄ…zku z tym jest to poważne wyzwanie.
RozwiÄ…zania w tym obszarze może przynieść nanotechnologia. ZespóÅ‚ IF PAN przeprowadzaÅ‚ testy biokompatybilnoÅ›ci warstw tlenków metali przejÅ›ciowych (dwutlenku hafnu, cyrkonu i tytanu) osadzanych na powierzchni metodÄ… cienkich warstw atomowych i – jak podkreÅ›lajÄ… jego przedstawiciele – ich wykorzystanie stanowi przeÅ‚om w projektowaniu multifunkcjonalnych powÅ‚ok implantów. DziÄ™ki zastosowaniu nanopowÅ‚oki tworzy siÄ™ najlepsze Å›rodowisko do uzyskania koÅ›ciozrostu. Minimalizuje siÄ™ w ten sposób także powikÅ‚ania pooperacyjne.
Okazuje siÄ™, że choć rozwiÄ…zania z tego zakresu sÄ… uważane za kosztowne, to można je opracowywać również z wykorzystaniem taÅ„szych procesów. Nad takimi powÅ‚okami pracuje zespóÅ‚ naukowców z Instytutu Fizyki PAN.
– Jedno z takich rozwiÄ…zaÅ„, które stosujemy w produkcji nanowarstw i bardzo maÅ‚ych obiektów, to jest rozwiÄ…zanie, które znamy z kuchni, czyli kuchenka indukcyjna, garnek i bardzo inteligentne podejÅ›cie do chemii. Niekoniecznie potrzebujemy do nanotechnologii inwestycji na poziomie wielu milionów euro – podkreÅ›la kierownik Centrum Transferu Technologii.
RozwiÄ…zanie fizyków z PAN zostaÅ‚o już przetestowane na poziomie laboratorium, teraz potrzebne jest przejÅ›cie do wdrożenia w badaniach z udziaÅ‚em ludzi.
– Możemy zaproponować pewne rozwiÄ…zanie, możemy je przetestować na zwierzÄ™tach, w laboratoriach, a potem już szukamy prawdziwego inwestora, który bÄ™dzie zainteresowany, żeby to wprowadzić do prawdziwej medycyny. Jeżeli pytamy o perspektywÄ™ wejÅ›cia na rynek, to trzeba wykonać potwornie żmudnÄ… pracÄ™ rozmów. SÄ… szanse, trzeba po prostu cierpliwie szukać przejÅ›cia do kontaktów z dużymi graczami na rynku – podsumowuje prof. Marek Godlewski.
WedÅ‚ug Precedence Research Å›wiatowy rynek implantów medycznych zamknie 2022 rok z wycenÄ… na poziomie 95,1 mld dol. Do 2030 roku przychody zwiÄ™kszÄ… siÄ™ do niemal 146 mld dol. Czynnikami, które w najwiÄ™kszym stopniu napÄ™dzÄ… rozwój tego rynku, bÄ™dÄ… rosnÄ…ca populacja seniorów i czÄ™stotliwość wystÄ™powania chorób przewlekÅ‚ych. WedÅ‚ug Organizacji Narodów Zjednoczonych („World Population Prospects 2022”) w 2022 roku niecaÅ‚e 10 proc. globalnej ludnoÅ›ci stanowiÅ‚y osoby powyżej 65. roku życia. W 2050 roku bÄ™dzie to już 16,4 proc., ale w regionie Europy i Ameryki PóÅ‚nocnej odsetek ten siÄ™gnie prawie 27 proc. Z kolei liczba osób 80+ potroi siÄ™ – ze 143 mln w 2019 roku do 426 mln w 2050 roku.
