Newsy

Endoprotezy wkrótce zastąpią każdy niesprawny staw. Dzięki biomateriałom nowej generacji pomogą odbudować kości i będą stymulować organizm do lepszej pracy

2019-03-21  |  06:00
Mówi:Witold Walke
Firma:Katedra Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska

Już niedługo niemal każdą zużytą część ciała będzie można wymienić. Od lat funkcjonują już endoprotezy, które z sukcesem zastępują stawy, czy kości z nowotworem. Dzięki nowym biomateriałom endoprotezy są coraz wytrzymalsze, a nowa powłoka sprawia, że lepiej współpracują z organizmem człowieka i środowiskiem. W efekcie nie trzeba będzie ich wszczepiać w ostateczności, ale będzie można reagować już przy pierwszych zmianach. Przy zwykłych złamaniach mogą zaś stymulować kości do szybszego wzrostu.

– Formuła materiałów powoli się wyczerpuje, pierwiastków mamy ograniczoną liczbę, chyba że zwiedzimy inne planety, przywieziemy nowe pierwiastki i zaproponujemy nowe materiały. Mamy do dyspozycji różne technologie, czyli możemy produkować nowe wersje implantów w nowych technologiach, chociażby addytywnych, przyrostowych, ale przede wszystkim skupiamy teraz swoją uwagę na modyfikacji powierzchni. Staramy się, by materiał, który wprowadzimy do środowiska biologicznego człowieka, zaprzyjaźnił się z nim i odwrotnie – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Witold Walke z Politechniki Śląskiej.

Dotychczas endoprotezy były wytwarzane z materiałów metalowych, ceramicznych i polimerowych. Dzięki dokładnemu dopasowaniu protezy, np. przy mocnym ubytku kości, korzysta się z druków 3D, i nowoczesnym materiałom endoprotezy wytrzymują lata. Dr Jonathan Evans z Bristol Medical School obliczył, że ponad połowa implantów stawów biodrowego i kolanowego wytrzymuje 25 lat. To znacznie dłużej niż szacowali eksperci. Wraz z postępem technologii i dostępem do nowych materiałów w połączeniu z większą wiedzą dotyczącą biomateriałów endoprotezy będą ewoluować.

– Spośród kilkudziesięciu tysięcy materiałów istniejących na świecie musimy wytypować te, które się nadadzą do zastosowania. Nie każdy materiał możemy wprowadzić do organizmu – wskazuje pracownik Katedry Biomateriałów Inżynierii Wyrobów Medycznych Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej.

Niedawno naukowcy opracowali na skalę przemysłową technologię pokrywania implantów kostnych warstwą węglowo-krzemową, które są antyalergiczne i stymulują kości do szybszego wzrostu. Ponieważ do produkcji implantów medycznych stosowana jest najczęściej stal oraz stopy tytanu, które zawierają pierwiastki stanowiące domieszki niekoniecznie zdrowe dla organizmu człowieka, szczelna powłoka węglowa pozwala chronić kości przed metalami uczulającymi.

W Katedrze Biomateriałów Inżynierii Wyrobów Medycznych Politechniki Śląskiej realizowany jest projekt związany z modyfikacją powierzchni biomateriałów z zastosowaniem warstw krzemowych.

– Krzem bardzo dobrze spisuje się, jeżeli chodzi o kontakt ze środowiskiem chociażby krwi. Ten kierunek jest uzasadniony, bo krzem zdecydowanie poprawia biokompatybilność czy hemokompatybilność w przypadku kontaktu tych materiałów z tkanką, jaką jest krew – przekonuje ekspert.

WHO szacuje, że choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego dotyczy 20 proc. osób. Cierpią na nią coraz częściej młodzi ludzie. Do uszkodzenia chrząstki stawowej prowadzą nieleczone urazy, zakażenia bakteryjne i wirusowe czy nadwaga. Wraz ze starzeniem się społeczeństwa problem będzie narastać. Postęp we wszczepianiu endoprotez jest tak duży, że zabieg nie musi już być wykonywany w ostateczności, ale i wcześniej, zanim stawy faktycznie się zużyją.

– My, jako społeczeństwo, starzejemy się, żyjemy też oczywiście dłużej, a co za tym idzie – dożywamy chorób, o których kiedyś nie mieliśmy zielonego pojęcia. Nie wiemy, jakie nas będą czekać rozwiązania w przyszłości. Jeżeli zrozumiemy dzisiaj zjawiska, jakie występują na granicy tych faz materiałów środowiska biologicznego, zaprocentuje to w przyszłych rozwiązaniach konstrukcyjnych implantów czy innych wyrobów medycznych – ocenia Witold Walke.

Czytaj także

Kalendarium

Kosmos

Nanosatelity pozwolą przetestować innowacyjne panele słoneczne w kosmosie. W planach jest też budowa konstelacji nanosatelitarnej do monitorowania poziomu zanieczyszczeń

Rośnie liczba polskich projektów realizowanych z wykorzystaniem nanosatelitów. Pierwsze jednostki pozwolą przeprowadzić obserwacje powierzchni Ziemi i przetestować nowatorskie systemy zasilania pojazdów kosmicznych. Za kilka lat powstanie pierwsza polska konstelacja nanosatelitarna. Dzięki budżetowej i stosunkowo nieskomplikowanej konstrukcji po miniaturowe satelity sięgają duże firmy, urzędy czy uniwersyteckie zespoły naukowe.

Handel

Geoblockchain z nieograniczoną liczbą zastosowań. Może być wykorzystywany do śledzenia drogi produktów czy zawierania umów na odległość

Największe firmy na świecie inwestują w geoblockchain. Ze względu na zdolność do natychmiastowego rejestrowania transakcji oraz do pomocy w weryfikacji autentyczności produktu technologię stosują obecnie przede wszystkim firmy związane z handlem i e-commerce. Francuski supermarket Carrefour śledzi już kilkadziesiąt produktów w całym łańcuchu dostaw. Walmart wykorzystuje technologię blockchain do śledzenia przesyłek od swoich dostawców. Zdaniem ekspertów to jednak dopiero początek możliwości tej technologii. 

MWC19

Telekomunikacja

Wdrożenie 5G będzie wymagać dużej dbałości o cyberbezpieczeństwo. Operatorzy muszą wypracować odpowiednie standardy

Wielkimi krokami zbliża się wdrożenie sieci 5G, która ma zapoczątkować nową rewolucję technologiczną i stworzyć możliwości ultraszybkiej komunikacji. Eksperci podkreślają jednak, że fundamentalną kwestią w kontekście 5G jest cyberbezpieczeństwo i na każdym etapie wdrażania nowej technologii operatorzy muszą zadbać o najwyższe standardy. Bardzo ważne jest też budowanie świadomości użytkowników końcowych oraz efektywna współpraca firm technologicznych z administracją publiczną. – W przypadku 5G trzeba najpierw wypracować standardy, a dopiero potem wdrażać całą sieć – podkreśla Ryszard Hordyński z Huawei Polska.