Úspěšná léčba velkých, nepravidelných či špatně dostupných kostních defektů je v oblasti ortopedie, obličejové a lebeční rekonstrukce stále aktuální výzvou, která nedá spát klinickým ani výzkumným pracovníkům. Své o tom vědí vědci z Biomedicínského centra Lékařské fakulty v Plzni, kteří ve spolupráci se skupinou Pokročilých biomateriálů Lucy Vojtové z CEITEC VUT v Brně a s islandskými partnery výzkumného centra IceTec a firmy Genis hf. pracují na vývoji pokročilých kostních implantátů vytisknutých na míru pacientovi metodou přímého tisku extruzí.
Na česko-islandském projektu ProfiBone je unikátních hned několik přístupů. První z nich je materiál neboli kostní tmel – tzv. bioinkoust – ze kterého se implantáty tisknou. Jde o tzv. tixotropní polymer obohacený o fosforečnan vápenatý vyvinutý v CEITEC VUT v Brně. Tixotropní zjednodušeně řečeno znamená, že čím více se na kostní tmel působí silou, tím je tekutější, což je ideální vlastnost pro přesný 3D tisk využívající trysky tenké pouze 0,2 mm. Fosforečnan vápenatý reprezentuje přirozenou anorganickou složku kostní tkáně a implantát díky němu získává tvrdost blížící se tvrdosti skutečné kosti. Složení kostního tmelu podporuje tvorbu nové a zdravé kostní tkáně v místě defektu za současné degradace implantátu, který se rozpadá na přirozené látky těla, což je v oblasti pokročilých kostních náhrad jedna z klíčových cílových charakteristik implantátů. Druhým unikátním přístupem je možnost přidávat do kostního tmelu bioaktivní látky podporující přirozenou regeneraci kostního defektu nebo zajišťující prevenci, například rozvoje zánětu v kosti, z nichž některé dodávají islandští partneři. Aby mohl být kostní tmel obohacen o tyto biologicky aktivní látky, musí být splněna další unikání podmínka vyvíjené technologie 3D tisku, která spočívá v tom, že tisk i následné procesy probíhají za fyziologických podmínek, čímž je zachována biologická funkce přidaných substancí.
Spolupráce běží druhým rokem a dalo by se říci, že zatím největší výzvou, kterou tým musel překonávat, spočívala v tisku miniaturních vzorečků. Pro účely biologického testování vytisknutých implantátů, které má na starosti skupina Lucie Vištejnové v Biomedicínském centru v Plzni, museli vědci z Brna vytisknout implantáty o velikosti 2 x 4 mm tvarem připomínající známý brněnský orloj. První připravené implantáty se bořily, slévaly v beztvarou hmotu a celkově nechtěly fungovat tak, jak bylo zapotřebí. Trpělivou a pečlivou optimalizací dílčích technologických kroků byly obtíže překonány a Plzeňáci se mohli pustit do testování připravených vzorků.
Nedílnou součástí česko-islandské spolupráce je setkávání všech členů projektu a šíření získaných poznatků a zkušeností mezi odbornou veřejnost. Ve dnech 21. – 25. srpna letošního roku Lucie Vištejnová, Lucy Vojtová a Gissur Örlygsson uspořádali v Reykjavíku workshop s názvem „International Workshop on Bone and Soft Tissues Engineering - Structure, chemistry, biomechanics and biology“, na kterém své výzkumy prezentovali a výsledky diskutovali nejen vědci z Plzně a Brna, ale také řada islandských kolegů z IceTec, Genis a místní Reykjavik University.
Práce je realizována v rámci projektu profiBONE (TO01000309), který je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR a fondů EHP z Islandu, Lichtenštejnska a Norska.
ČTK ke zprávě vydává obrazovou přílohu, která je k dispozici na adrese http://www.protext.cz.