Skip to main content
Home » Innowacyjna medycyna » Trzustka z drukarki 3D
Innowacyjna medycyna

Trzustka z drukarki 3D

Trzustka-z-drukarki-3D-WP
Trzustka-z-drukarki-3D-WP

Medycyna regeneracyjna to przyszłość współczesnej medycyny, która może odmienić życie wielu pacjentów. Wychodząc naprzeciw trudnościom, jakie stawia dotychczasowa koncepcja walki z cukrzycą, powstała nowa idea – idea wydrukowania bionicznej trzustki. Ten niezwykły narząd z drukarki 3D powstaje teraz i tutaj, u nas w Polsce.

W perspektywie najbliższych lat największym zagrożeniem dla bezpieczeństwa zdrowotnego Polski będą choroby cywilizacyjne, w tym cukrzyca. W Polsce aż 3 mln osób zmaga się z tą chorobą. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) podaje, że do 2040 roku na świecie będzie chorować około 640 mln ludzi, a cukrzyca będzie 7. najczęstszą przyczyną zgonów. Co roku na leczenie cukrzycy i jej powikłań Polska przeznacza z budżetu państwa około 6 mld zł, a jeszcze więcej wynoszą koszty pośrednie związane m.in.: z utratą wpływów podatkowych, obniżoną produktywności zawodową chorych i ich rodzin. Prawidłowe leczenie cukrzycy to odpowiednia dieta, aktywność ruchowa i codzienne podawanie podskórne zastrzyków z insuliny.

Ostatnio powstają wyspecjalizowane pompy do podawania insuliny, tylko, że one również nie zabezpieczają przed ryzykiem rozwoju powikłań takich jak uszkodzenie wzroku, uszkodzenie nerek, miażdżyca czy też ryzyko ciężkich niedocukrzeń kończących się utratą przytomności. W takich przypadkach rozwiązaniem może być przeszczepienie trzustki lub wysp trzustkowych. Jednakże są to zabiegi trudne i niepozbawione problemów, jak choćby niedobór narządów do transplantacji, przewlekła immunosupresja czy też ryzyko powikłań chirurgicznych. Patrząc na liczby, tylko dzisiaj około 10 tys. osób powinno kwalifikować się do transplantacji trzustki lub wysp trzustkowych, a rocznie wykonuje się tylko 40 tego typu zabiegów w Polsce i zaledwie 300 w całej Europie. Wychodząc naprzeciw trudnościom, jakie stawia dotychczasowa koncepcja walki z chorobą, powstała nowa idea – idea wydrukowania na drukarce 3D bionicznej trzustki – narządu składającego się z żywych komórek i tkanek oraz materiałów biozgodnych.

Przyszłość walki z cywilizacyjnym wrogiem

Z inicjatywy pomysłodawcy bionicznej trzustki – chirurga transplantologa, dr hab. med. Michała Wszoły – powstało Konsorcjum Bionic, które w styczniu 2017 roku rozpoczęło prace nad bionicznym narządem. Realizowany projekt zakłada biodrukowanie rusztowań 3D wraz z funkcjonalnymi naczyniami krwionośnymi i wyspami trzustkowymi, a w rezultacie stworzenie w pełni funkcjonalnej i przeznaczonej do transplantacji trzustki. W kolejnym etapie zaplanowano zastąpienie wysepek trzustkowych komórkami macierzystymi przetransformowanymi na komórki alfa i beta, czyli komórki produkujące insulinę i glukagon. Dzięki takiemu rozwiązaniu pacjent nie będzie czekał na komórki od dawcy, ponieważ bioniczny narząd zostanie stworzony z jego własnych komórek macierzystych.

Tym samym zostanie zredukowane również ryzyko odrzutu wydrukowanego organu. Zaledwie po dwóch latach, 14 marca 2019 roku, zespół naukowców pod kierunkiem dr hab. med. Michała Wszoły wydrukował pierwszy na świecie w pełni unaczyniony prototyp bionicznej trzustki o wymiarach 3x3x5cm. Następnie bioniczna trzustka została podłączona do bioreaktora (autorskiego urządzenia inżynierów Fundacji), który podaje do wydrukowanego układu naczyniowego płyn z tlenem i substancjami odżywczymi. Badania wykazały, że trzustka produkuje insulinę, a obrazowanie rezonansem magnetycznym pokazało wierne odwzorowanie zaplanowanego układu naczyniowego. Naukowcy opracowali dwa innowacyjne biotusze: do druku z wyspami trzustkowymi oraz do druku naczyń krwionośnych z komórkami śródbłonka. Przez ostatnie pół roku zespół Fundacji pracował nad udoskonaleniem bioreaktora, płynu perfuzyjnego oraz układu naczyniowego, a także opracował technologię wytwarzania zewnętrznych naczyń krwionośnych. Osiągnięte rezultaty pozwoliły na przejście do kolejnej fazy projektu i rozpoczęcie badań nad zwierzętami. Z pierwszych wyników można wyciągnąć wnioski, że opracowany materiał jest nietoksyczny dla zwierząt.

Technologia w służbie ludzkości

Misją naukowców jest wprowadzenie drukowania 3D bionicznej trzustki do praktyki klinicznej na całym świecie. Badaniami konsorcjum zainteresowała się Juvenile Diabetes Research Foundation z Nowego Jorku, która finansuje badania nad cukrzycą na całym świecie – nie wykluczone, że Amerykanie będą chcieli się włączyć w proces wdrażania do Kliniki. Fundacja obecnie poszukuje miejsca, gdzie mogłoby powstać Innowacyjne Centrum Transferu Biodruku do gospodarki.

– Dzisiejszy świat potrzebuje naukowców wizjonerów, którzy nie tylko skupiają się na odkryciu czegoś, ale robią to przede wszystkim z myślą o możliwych zastosowaniach tej technologii dla dobra całej ludzkości – przekonuje dr hab. med. Michał Wszoła, kierownik projektu.

Celem naukowców jest także promowanie rozwoju polskiej nauki w celu zmiany społecznego odbioru nauki w Polsce i przekonania społeczeństwa, że badania naukowe prowadzone w kraju są głównym czynnikiem wzrostu gospodarczego i postępu cywilizacyjnego. Opracowane technologie wprowadzają nową jakość i wyznaczają przełom nie tylko w dziedzinie medycyny, ale także w farmakologii i przemyśle kosmetycznym. Dalsze badania naukowe w tym zakresie, a następnie wdrożenie zdobyczy polskich naukowców do gospodarki, pozwoli na ograniczenie badań na zwierzętach, testowanie leków bez udziału pacjenta, a także będzie stanowiło istotny wkład w rozwój spersonalizowanych terapii medycznych. Komercjalizacja badań naukowych związanych z biodrukiem 3D stworzy całkiem nową gałąź przemysłu, w której polscy naukowcy mogą z powodzeniem konkurować z ośrodkami z całego świata.

infografika-WP2
Next article
Home » Innowacyjna medycyna » Trzustka z drukarki 3D
Urologia

Operacje urologiczne z zastosowaniem da Vinci

dr łukasz Nyk

Dr n. med. Łukasz Nyk

FEBU – Ordynator Oddziału Urologii Europejskiego Centrum Zdrowia Otwock, II Klinika Urologii Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego

Czym charakteryzują się operacje w asyście robota da Vinci? Czym różnią się względem zwykłych zabiegów?

Operacje z asystą robota operacyjnego da Vinci są wykonywane na świecie od kilkudziesięciu lat. W II Klinice Urologii Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego w Europejskim Centrum Zdrowia Otwock tym wspaniałym urządzeniem dysponujemy od półtora roku i z powodzeniem wykorzystujemy go, na razie, w leczeniu chorych na raka gruczołu krokowego.

Operacja z asystą robota operacyjnego da Vinci to obecnie najnowocześniejsza, małoinwazyjna metoda leczenia chirurgicznego różnych chorób. Jest to metoda, która zapewnia niespotykaną precyzję ruchów narzędziami chirurgicznymi (eliminuje efekt drżenia rąk) oraz doskonały wgląd w pole operacyjne poprzez nawet 10-krotne jego powiększenie. Zapewnia również niezwykłą ergonomię pozycji operatora. W uroonkologii to wszystko przekłada się na bardzo dobry efekt onkologiczny i czynnościowy (w przypadku leczenia raka gruczołu krokowego to trzymanie moczu oraz wzwody prącia po operacji). 

Operacja z asystą robota rozpoczyna się tak samo jak tradycyjna laparoskopia, czyli od wytworzenia odmy w jamie brzusznej i założenia do niej specjalnych trokarów, przez które wprowadzamy do brzucha narzędzia operacyjne. I od tego momentu zaczynają się różnice, ponieważ do trokarów nie wprowadzamy tradycyjnych narzędzi laparoskopowych tylko ramiona robota. To trochę tak jakby wprowadzić do jamy brzusznej zminiaturyzowane ręce chirurga. Operator zajmuje swoje miejsce w konsoli stojącej niedaleko stołu operacyjnego i za pomocą specjalnych manetek steruje ramionami i narzędziami robota mając do dyspozycji kamerę z bardzo dużym przybliżeniem oraz systemem widzenia w trójwymiarze. Chcę jednak wyraźnie podkreślić fakt, że operuje chirurg a nie robot.

Robot nie ma żadnej autonomii tzn. nie wykona żadnego ruchu bez wiedzy i zgody chirurga. To chirurg nim steruje. Dzięki zaawansowanej technice, właściwe nieokreślonej możliwości ruchów narzędzi chirurgicznych w małym polu operacyjnym oraz dużemu powiększeniu i widzeniu w trójwymiarze możemy bardzo precyzyjnie wypreparować chorą tkankę, guz lub narząd nie uszkadzając lub minimalizują uszkodzenie tkanek je otaczających. W przypadku leczenia raka gruczołu krokowego ma to fundamentalne znaczenia dla jakości trzymania moczu i zachowania wzwodów po operacji. Jesteśmy w stanie w wielu przypadkach odpreparować pęczki naczyniowo-nerwowe otaczające prostatę, wypreparować długą cewkę moczową i szyję pęcherza moczowego tak aby zapewnić maksymalną „czystość” onkologiczną oraz dobrą lub bardzo dobrą jakość życia po operacji (trzymanie moczu i wzwody prącia po operacji).

W jakich wskazaniach i w leczeniu przebiegu jakich chorób ma zastosowanie robot da Vinci?

W miejscu, w którym miałem przyjemność szkolić się w chirurgii robotycznej (University of Chicago) operacje z asystą robota da Vinci wykonuje się właściwie w każdej jednostce chorobowej wymagającej leczenia operacyjnego. Robot da Vinci wykorzystywany jest tam w urologii, ginekologii, chirurgii, kardiochirurgii, pediatrii, laryngologii. Jeżeli chodzi o urologię to operacje robotyczne mają przede wszystkim zastosowanie w uroonkologii do leczenia raka gruczołu krokowego, raka nerki i pęcherza moczowego.

W II Klinice Urologii CMKP ECZ Otwock na razie wykorzystujemy robota da Vinci do operacji chorych z rakiem gruczołu krokowego (jest to niestety najczęściej rozpoznawany nowotwór u mężczyzn i niestety jest najczęstszą przyczyną śmierci mężczyzn z powodu nowotworów). Jednak bardzo intensywnie przygotowujemy się do wykorzystania robota w przypadku chorych z guzem nerki oraz rakiem pęcherza moczowego. Operacje te odbędą się „lada dzień”.

Jakie są zalety operacji przeprowadzanych z robotem da Vinci?

Operacje te są małoinwazyjne (kilka niewielkich cięć na skórze), niezwykle precyzyjne (mające bardzo duży wpływ na jakość onkologiczną i czynnościową leczenia). Operacje z wykorzystaniem robota to minimalna utrata krwi (w II KU CMKP ECZ Otwock od kilku lat nie zamawiamy krwi do operacji z powodu raka prostaty). Metoda bardzo atrakcyjna dla chorych nieakceptujących przetoczenia krwi. Poza tym operacje z wykorzystaniem robota dają bardzo dobry efekt kosmetyczny, zapewniając szybką rekonwalescencję i powrót do aktywności sprzed operacji (w II Klinice Urologii CMKP ECZ Otwock chory jest uruchamiany, pije i je następnego dnia po operacji, a wychodzi do domu w drugiej dobie po operacji).

Jak wygląda przygotowanie pacjenta do operacji? Jak przebiega zabieg i rekonwalescencja?

Przygotowanie pacjenta do operacji z asystą robota nie odbiega od standardowego przygotowania chorego do leczenia operacyjnego. Jeżeli chory nie ma przeciwskazań natury ogólnej (np. kardiologicznej, pulmonologicznej) do leczenia operacyjnego i wymaga leczenia urologicznego to z punktu widzenia urologa, operatora robota nie ma przeciwwskazań do operacji z asystą robota. Operator musi zachować szczególną ostrożność podczas wytwarzania odmy otrzewnowej oraz dokowania (podłączania ramion) robota, u chorych którzy wcześniej przebyli operacje jamy brzusznej. W II Klinice Urologii CMKP ECZ Otwock wielokrotnie operowaliśmy chorych po różnych operacjach chirurgicznych (usunięcie wyrostka, pęcherzyka żółciowego czy części jelita) oraz urologicznych (przezcewkowa resekcja stercza, laserowa enukleacja stercz-HOLEP, HiFu, adenomektomia otwarta i laparoskopowa).

Zauważyliśmy, że operacja z asystą robota umożliwia bezpieczne i skuteczne leczenie, u chorych znacznie otyłych, których operacja otwarta lub tradycyjna laparoskopowa byłaby niemalże niemożliwa. Ramiona i narzędzia robota są dłuższe i bardziej precyzyjne. Regularnie operujemy chorych ze znaczną nadwagą lub otyłością (najcięższy chory ważył 167 kg!!).

Dzięki niezwykłej precyzji, niemalże nieograniczonej możliwości ruchów narzędziami chirurgicznymi oraz doskonałej ocenie pola operacyjnego coraz częściej wykorzystujemy robota do bardzo skomplikowanych operacji uroonkologicznych, jak np. wznowa miejscowa raka gruczołu krokowego po radioterapii lub wznowa węzłowa raka gruczołu krokowego, u chorych po leczeniu operacyjnym lub radioterapii.

Rekonwalescencja po operacji z asystą robota przebiega u większości chorych sprawnie. Jednym z bardzo ważnych elementów jest redukcja bólu pooperacyjnego. Ramiona robota są tak skonstruowane i wprowadzane do ciała chorego, aby powodować bardzo niewielkie napięcia skóry i innych tkanek co znacznie zmniejsza ból pooperacyjny. Dzięki temu jesteśmy w stanie uruchomić chorego już następnego dnia po operacji. Większość chorych może pić i jeść już następnego dnia. W przypadku chorych po operacji z powodu raka gruczołu krokowego jesteśmy w stanie bezpiecznie usunąć cewnik z pęcherza moczowego już w 2-5 dobie po operacji co może przyczynić się do szybszej, dobrej jakości trzymania moczu.  

Next article