O ile kopolimery kwasowe ulegają resorpcji, o tyle wypełniacz w postaci hydroksyapatytu stanowi zarzewie do tworzenia mineralizacji. Dlatego implant ma tę unikalną cechę, że potrafi się hydrolizować po określonym czasie, a w jego miejsce zaczyna wrastać własna tkanka kostna – opisuje mechanizm działania innowacyjnych implantów Cyberbone Michał Mikulski, chirurg stomatologiczny wspierający ideę Cyberbone od strony klinicznej oraz jej współtwórca.
Lek. dent. Michał Mikulski. Fot. Bartosz Broniecki
Jerzy Dziekoński: Kto stoi za projektem Cyberbone?
Michał Mikulski: Projekt Cyberbone zrodził się z potrzeby: dzięki niemu mamy możliwość wykorzystania indywidualnych implantów w wymiarze, jaki do tej pory był nieosiągalny dla medycyny. Jest to wspólny projekt realizowany przez polskich naukowców przy kooperacji ze spółką Syntplant. Za część naukową odpowiadają dr inż. Monika Knitter, dr inż. Monika Dobrzyńska-Mizera i dr hab. inż. Jacek Andrzejewski (Politechnika Poznańska), dr inż. Małgorzata Muzalewska (Politechnika Poznańska oraz Politechnika Śląska) oraz dr hab. inż. Marek Wyleżoł (Politechnika Śląska) przy współudziale wielu ośrodków klinicznych. Ja jestem przedstawicielem Ośrodka Kaliskiego – razem z dr. n. med. Maciejem Stagraczyńskim odpowiadam za wdrażanie idei Cyberbone w obrębie chirurgii stomatologicznej i szczękowo-twarzowej. Natomiast wyraźnie trzeba zaznaczyć, że Cyberbone to nie tylko chirurgia stomatologiczna i szczękowo-twarzowa, to również ortopedia czy neurochirurgia. Dlatego we wdrażanie projektu zaangażowane są takie ośrodki jak: Klinika Galen Ortopedia w Bieruniu pod kierownictwem prof. Krzysztofa Ficka, 4. Szpital Wojskowy we Wrocławiu, Oddział Neurochirurgii pod kierownictwem dr. hab. n. med. Bogdana Czapigi, Klinika Otolaryngologii, Chirurgii Głowy i Szyi pod kierownictwem dr. n. med. Szczepana Barnasia oraz Kliniczny Oddział Chirurgii Szczękowo-Twarzowej pod kierownictwem dr n. med. Moniki Rutkowskiej. Neurochirurgia dziecięca to dr Pavlo Plavskyi z Narodowego Specjalistycznego Szpitala Dziecięcego „Ohmatdyt” w Kijowie. W projekt zaangażowany jest także Instytut Technologii Bezpieczeństwa „MORATEX” w Łodzi oraz Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu z prof. Zbigniewem Rybakiem na czele.
Lek. dent. Michał Mikulski – operator, Svitlana Sydorak – asysta, dr inż. Monika Knitter – Politechnika Poznańska, dr inż. Małgorzata Muzalewska, dr hab. inż. Prof. PŚ Marek Wyleżoł – Przedstawiciele Politechniki Śląskiej. Listopad 2023 r., Klinika Stomatologii, Implantologii i Ortodoncji Artdent
Co decyduje o wyjątkowości implantów Cyberbone?
Idea Cyberbone pozwala na pełną personalizację implantów w odniesieniu do potrzeb pacjenta oraz wykorzystanie opracowanej technologii w obrębie różnych dziedzin medycyny. O implantach Cyberbone zrobiło się głośno, kiedy lekarze odnieśli spektakularny sukces w zakresie neurochirurgii – odtworzyli ubytek czaszki u dziecka – co więcej implant pozwala od strony konstrukcyjnej na jej wzrost.
Gdzie odbywa się produkcja tych implantów? Czy one są drukowane na drukarkach 3D?
Produkcja odbywa się w Polsce. Implanty są drukowane na drukarkach 3D – w laboratorium Syntplantu w Poznaniu. Proces druku nie jest bardzo skomplikowany. Filament to przede wszystkim kopolimer kwasu L- i DL-laktydowego. W pewien sposób możemy sterować ostateczną formą tego polimeru poprzez dodawanie wypełniacza, którym jest np. hydroksyapatyt, czyli podstawowy budulec naszych kości, tyle że uzyskiwany drogą syntetyczną. Dobór materiału i jego właściwości do konkretnego przypadku klinicznego jest znacznie trudniejszy. O ile kopolimery kwasowe ulegają hydrolizie, o tyle wypełniacz w postaci hydroksyapatytu stanowi zarzewie do tworzenia mineralizacji. Dlatego implant ma tę unikalną cechę, że potrafi się hydrolizować po określonym czasie, a w jego miejsce zaczyna wrastać własna tkanka kostna.
Bardzo istotne jest to, że w każdej ze wspomnianych dziedzin medycyny mamy trochę inne oczekiwania. Neurochirurg w sytuacji dużego ubytku kości czaszki liczy na tworzenie ciągłości kości, tak żeby skóra się nie zapadała, żeby mózg był pokryty powłokami odtwarzającymi anatomiczny kształt. Cel chirurga stomatologicznego czy szczękowo-twarzowego to nie tylko odtworzenie i odbudowanie objętości kości w obrębie żuchwy bądź szczęki, ale jeszcze odbudowa ciągłości łuków zębowych, czyli wkręcanie implantów śródkostnych w zregenerowaną kość, tak by była możliwa pełna rehabilitacja protetyczna. To duże wyzwanie. Ciągle jeszcze w tych aspektach prowadzimy badania. Natomiast, jeśli chodzi o odtworzenie kości, jak to na przykład było w przypadku operowanych dzieci w Kijowie, efekty były spektakularne. Dotychczas w neurochirurgii wykorzystywano siatki, albo specjalne cementy kostne. Rozwiązania te miały jedną podstawową wadę – w przypadku zastosowania u pacjentów w wieku rozwojowym implant nie nadążał za wzrostem pacjenta. Materiał nie miał struktury kompensującej wzrost i to powodowało wtórne jatrogenne powikłania i deformacje czaszki. Implant zaprojektowany przez dr. hab. inż. Marka Wyleżoła, prof. PŚ i dr inż. Małgorzatę Muzalewską poprzez swoją konstrukcję i strukturę umożliwia niwelacje naprężeń i sił, które powstają w wyniku wzrostu. Dodatkowo implant przerasta jeszcze własną kością pacjenta.
Zespół operacyjny w składzie: dr n. med. Maciej Stagraczyński, lek. stom. Przemysław Janiszuk, lek. stom. Dominik Stolarczyk. Styczeń 2021 r., Wojewódzki Szpital Zespolony im. Ludwika Perzyny w Kaliszu
Jak sądzę, to są także te cechy, które wyróżniają produkt na tle innych implantów?
W neurochirurgii na pewno tak. W mojej dziedzinie innowacją jest już to, że proces projektowania i prototypowania implantu jesteśmy w stanie przeprowadzić całkowicie w środowisku cyfrowym. Na podstawie tomografii możemy oszacować, ile kości brakuje i prototypować implant, odtwarzając pierwotne warunki kostne. Już na etapie projektowym wiemy, jak powinien wyglądać implant, by odtworzyć brakujący fragment tkanki kostnej, która zanikła na przestrzeni lat po utracie zębów albo po urazie. Możemy też w dowolnym momencie analogowo ocenić implant poprzez jego wydrukowanie. Percepcja chirurga tylko na ekranie komputera jest jednak ograniczona i warto przenieść projekt do świata realnego. Poza tym, do tej pory, by zrekonstruować ubytek kości w szczęce lub żuchwie niejednokrotnie musieliśmy pobierać kość z innego miejsca, zazwyczaj była to kresa skośna zewnętrzna lub okolica bródki, by przeszczepić ją w drugie miejsce. Jest to metoda o wiele bardziej pracochłonna, inwazyjna i skomplikowana. Natomiast w przypadku Cyberbone, jesteśmy w stanie wydrukować to, czego nam brakuje nawet w kilku zapasowych egzemplarzach lub wariantach objętościowych, otworzyć ranę, położyć na miejsce, ufiksować śrubami, zamknąć ranę i oczekiwać przebudowy implantu, do zaplanowanego wolumenu kości.
Indywidualny implant odtwarzający ubytek pourazowy u dziecka (etap modelowania)
Wspomniał Pan o tym, że jest to rozwiązanie idealne dla pacjentów pediatrycznych. Dla jakich pacjentów jeszcze mogłoby być przeznaczone?
To zależy od specjalności, o której mówimy. Neurochirurgia czy chirurgia szczękowo-twarzowa wiąże się z wypełnianiem ubytków tkankowych pourazowych, pozapalnych, onkologicznych. Mamy przypadek dziewczynki z rozszczepem podniebienia, która została zaopatrzona tym implantem, czy też pacjentki, która fragment żuchwy straciła w wypadku komunikacyjnym i został on odtworzony za pomocą implantu Cyberbone. Mamy też pacjentów, którzy lata temu stracili uzębienie, co spowodowało powstanie ubytków kostnych uniemożliwiających wszczepienie implantów zębowych i teraz chcą przeprowadzić leczenie, które nie tylko odtworzy estetykę, ale i utraconą funkcję. Ortopedia to zastosowanie np. w osteotomii rozprężającej – jak widać spektrum przypadków jest bardzo szerokie.
Indywidualny implant odtwarzający pourazowy ubytek żuchwy (etap modelowania)
Wspomniał Pan o dzieciach z Ukrainy. Czy implantami Cyberbone leczone były ofiary wojny?
Tak, były to urazy powstałe w wyniku ucieczki z terenów Ukrainy objętej działaniami zbrojnymi, dotyczy to trójki dzieci, które zoperowano półtora roku temu w Kijowie. Implanty te zostały wówczas zastosowane u dzieci po raz pierwszy. Natomiast w Polsce pierwsze operacje przeprowadzono w 4 Wojskowym Szpitalu Klinicznym we Wrocławiu, kolejną w Wojewódzkim Szpitalu Zespolonym w Kaliszu. Dotychczasowe doświadczenia lekarzy przy współudziale i pomysłach naukowców, pozwoliły na wykorzystanie tej technologii w rekonstrukcjach fragmentów czaszki u pacjentów w wieku rozwojowym. Gdy oceniamy efekty tej pracy z perspektywy czasu, możemy mówić o sukcesie. Przebieg pooperacyjny był bez powikłań, dzieci rosną i mają się dobrze, są pod stałą opieką i kontrolą kijowskich lekarzy. Całość tego leczenia, etap projektowania i wytworzenia implantów wykonano bezpłatnie w ramach środków finansowych firmy Syntplant. To jest szczególnie warte podkreślenia, że mamy do czynienia z produktem w całości wykonywanym w Polsce, począwszy od etapu projektowego, przez etap prototypowania, wydruku, po etap sterylizacji. Gotowy produkt medyczny powstaje u nas w kraju. Jako lekarz, który jest małą częścią tego projektu, myślę, że mamy przed sobą dobrą przyszłość.
Rozmawiał Jerzy Dziekoński
