Drukowanie organów stanie się normą w ciągu 2 dekad?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Marta Kozakiewicz-Latała z Wydziału Farmaceutycznego Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu (UMW) dostała ponad 195 tys. zł na prace związane z wykorzystaniem druku 3D (technologii przyrostowej) do wytwarzania zaawansowanych postaci leków.
Jej projekt „Zrozumienie mieszalności układów lek/polimer/plastyfikator i jej wpływu na właściwości mechaniczne polimerowych filamentów do przetwarzania w technologii przyrostowej FDM” doceniono w konkursie PRELUDIUM 21 Narodowego Centrum Nauki.
W 2015 r. amerykańska Agencja Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) wydała pozwolenie na wprowadzenie do obrotu pierwszego leku uzyskiwanego na drodze druku 3D. Chodzi o stosowany w terapii epilepsji Spritam firmy Aprecia Pharmaceuticals.
W Europie nie zarejestrowano jednak dotąd ani jednego wytwarzanego w ten sposób produktu leczniczego. Stąd projekt Kozakiewicz-Latały, która z opiekunem merytorycznym i promotorem dr. hab. Karolem Nartowskim będzie pracować wg paradygmatu knowledge based design; naukowcy chcą zrozumieć zjawiska fizyczne, które - jak napisano w komunikacie - mają znaczenie dla rozwoju technologii przyrostowych i wytwarzania spersonalizowanych leków.
By móc uzyskiwać leki na drodze druku 3D, trzeba precyzyjnie określić proporcje i właściwości stosowanych materiałów. Miesza się je ze sobą w postaci sproszkowanej i poddaje tłoczeniu (ekstruzji) na gorąco. Finalnie muszą stworzyć mieszankę jednorodną, zarówno pod względem fizycznym, jak i molekularnym, co będzie miało wpływ na stabilność i jednolitość zawartości substancji aktywnej w wydrukowanych tabletkach - podkreślono w komunikacie.
Kozakiewicz-Latała tłumaczy, że zadaniem jej minizespołu będą badania nad mieszalnością leków z polimerami i substancjami plastycznymi oraz wpływem fazy leku, amorficznej lub krystalicznej, na właściwości mechaniczne filamentów [materiału wykorzystywanego do druku]. Uzyskany filament musi, oczywiście, mieć jakość farmaceutyczną.
Naukowcy wspominają o różnorakich efektach projektu. Po pierwsze, proces produkcji można by dostosować do potrzeb konkretnych pacjentów, dzięki czemu dałoby się poprawić jakość ich życia, a zarazem ograniczyć ryzyko wystąpienia skutków ubocznych. Po drugie, wykorzystanie druku przestrzennego pozwala uzyskać lek o dowolnym kształcie, a to z kolei daje kontrolę nad dostępnością farmaceutyczną (ilością substancji czynnej, jaka uwalnia się z preparatu farmaceutycznego w jednostce czasu). Po trzecie wreszcie, w poszczególnych warstwach, które uzyskiwano by z różnych materiałów, dałoby się umieścić inne substancje czynne. Dzięki temu ktoś, kto musi przyjmować szereg leków, mógłby sięgnąć po tylko jedną spersonalizowaną pigułkę.
Planowany czas trwania projektu to 36 miesięcy; jego zakończenie ma nastąpić w połowie stycznia 2026 roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Pięćdziesięcioczteroletnia pacjentka przeszła w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym (USK) we Wrocławiu pionierską w skali kraju operację jednoczesnej retransplantacji serca i transplantacji nerki. Po 3 miesiącach w środę (31 sierpnia) pani Małgorzata została wypisana do domu.
Do problemów z sercem dołączyła się niewydolność nerek
Pierwszy przeszczep serca pacjentka przeszła jesienią 2000 r. Niestety, rozpoznano u niej przewlekłe odrzucenie przeszczepu - waskulopatię naczyń wieńcowych. Jako że stan chorej stale się pogarszał, została zakwalifikowana do retransplantacji serca.
W międzyczasie u pani Małgorzaty rozwinęła się niewydolność nerek i przez ostatnie 1,5 roku trzeba ją było dializować. Ponieważ pojawiła się konieczność kolejnego zabiegu - przeszczepu nerki - lekarze uznali, że dla pacjentki najkorzystniejsze będzie, by oba zabiegi przeprowadzić jednocześnie, przeszczepiając narządy od jednego dawcy.
Mąż pacjentki opowiada, że przed zabiegiem stan pani Małgorzaty był bardzo zły. Miała problem nie tylko z wykonywaniem najprostszych czynności domowych, ale i z poruszaniem czy zasłabnięciami.
Interdyscyplinarne wyzwanie
Gdy znalazł się odpowiedni dawca, 25 maja odbyła się operacja. Najpierw przeszczepiono serce, a po chwili przerwy nerkę. Łącznie operacja trwała ok. 6-7 godz.
Zabieg był skomplikowany. Przeprowadzono retransplantację serca i transplantację nerki, a trzeba zaznaczyć, że trudno jest przeszczepić serce przy niefunkcjonujących nerkach i odwrotnie – nerki przy niewydolnym sercu [...] – podkreśliła prof. dr hab. Oktawia Mazanowska, kierowniczka Oddziału Transplantacji Nerek.
To było ogromne wyzwanie dla wszystkich zespołów, najlepszy przykład interdyscyplinarnej działalności, jaka jest możliwa w szpitalu. Pacjentka leżała na naszym oddziale dość długo, 6 tygodni, zmagaliśmy się z perturbacjami wynikającymi z problemów wielonarządowych [serce dość szybko się przyjęło, ale nerka długo nie chciała pracować], ale ostatecznie opuściła go w bardzo dobrym stanie - dodał prof. dr hab. Waldemar Goździk, kierownik Kliniki Anestezjologii i Intensywnej Terapii.
Współpraca podczas i po zabiegu
Dr hab. Dorota Kamińska z Kliniki Nefrologii i Medycyny Transplantacyjnej wyjaśnia, że ścisła pooperacyjna współpraca między klinikami jest niezbędna choćby dlatego, że pewne leki, które dobrze działają na serce, źle wpływają na nerki, a te, które sprzyjają nerkom, mogą czasem z kolei obciążać serce. Trzeba więc stale monitorować i na bieżąco dostosowywać lekoterapię.
Szacuje się, że w kompleksowe zorganizowanie zabiegu transplantacji serca zaangażowanych może być w sumie nawet ponad 100 osób. W przypadku zabiegu jednoczasowej retransplantacji i transplantacji – jest ich znacznie więcej - wyliczono w komunikacie USK.
Pani Małgorzata będzie pozostawać pod opieką wrocławskiego ośrodka.
Rośnie liczba przeszczepów jednoczasowych
Specjaliści podkreślają, że coraz więcej osób z niewydolnością serca ma problem z nerkami, dlatego na całym świecie rośnie liczba przeszczepów jednoczasowych. W Stanach Zjednoczonych rocznie przeprowadza się ok. 150 takich zabiegów.
By takie operacje mogły się w ogóle odbywać, musi się znaleźć odpowiedni dawca. Z tego powodu bardzo istotna jest edukacja społeczna dot. donacji narządów - mówi Mateusz Rakowski, koordynator ds. transplantacji serca.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na całym świecie miliony osób mają problemy ze wzrokiem lub całkowicie go utraciły z powodu chorób rogówki. Często jedyną metodą na odzyskanie wzroku jest w takich wypadkach przeszczep tego narządu. Niestety, brakuje dawców i większość potrzebujących nigdy nie otrzymuje przeszczepu. Może się to jednak zmienić dzięki sztucznym rogówkom wytworzonym z kolagenu ze świńskiej skóry.
Na łamach Nature Biotechnology opisano wyniki badania pilotażowego przeprowadzonego w Iranie i Indiach, w ramach którego 20 pacjentom przeszczepiono sztuczną rogówkę. Wszyscy odzyskali wzrok.
Uzyskane wyniki pokazują, że możliwe jest opracowanie biomateriału, który spełnia wszystkie kryteria stawiane przed implantami dla ludzi, który może być masowo produkowany i przechowywany nawet przez 2 lata, a to oznacza, że może z niego skorzystać wiele osób cierpiących na problemy ze wzrokiem. To może rozwiązać problem braku rogówek do przeszczepu i dać nadzieję na leczenie innych chorób oczu, mówi profesor Neil Lagali z Linköping University. Autorami programu pilotażowego są naukowcy ze szwedzkiej uczelni, firmy LinkoCare Life Sciences AB oraz Uniwersytetu Medycznego w Teheranie, Wszechindyjskiego Instytutu Nauk Medycznych i Uniwersytetu Medycznego w Tabriz w Iranie.
W badaniu wzięło udział 20 pacjentów, z których 14 straciło wzrok z powodu zaawansowanego stożka rogówki, a 6 było u progu utraty wzroku przez tę chorobę. Po operacji osoby te nie tylko odzyskały wzrok, ale przez kolejne dwa lata nie pojawiły się u nich żadne komplikacje. Po przeszczepie pacjenci przez 8 tygodni przyjmowali krople do oczu, które zapobiegały odrzuceniu sztucznej rogówki. To dodatkowy sukces, gdyż po przeszczepie naturalnej rogówki leki immunosupresyjne muszą być przyjmowane przez lata. Jakby tego było mało, u trzech pacjentów z Indii, którzy przed zabiegiem byli całkowicie niewidomi, uzyskano normalną ostrość widzenia 20/20. Natomiast u 14 początkowo niewidomych pacjentów stwierdzono średnią ostrość widzenia na poziomie 20/36.
Wszczepione rogówki wykonano z kolagenu ze świńskiej skóry, która jest produktem odpadowym w przemyśle spożywczym. To oznacza, że materiał taki jest łatwo dostępny i tani. Wytworzone z niego rogówki mogą być przechowywane do dwóch lat. To ich kolejna zaleta, gdyż rogówki naturalne nadają się do użycia jedynie przez dwa tygodnie.
Kolejne korzyści niesie ze sobą sama procedura przeszczepiania sztucznej rogówki. W naszej metodzie nie trzeba usuwać rogówki pacjenta. Wykonuje się niewielkie nacięcie, przez które wsuwa się implant, wyjaśnia profesor Lagali. Nacięcie wykonuje się laserem, chociaż możliwe jest też użycie prostszych narzędzi chirurgicznych. Co więcej, wszczepionej rogówki nie trzeba przyszywać. Ta prostota zabiegu powoduje, że przeszczepy sztucznej rogówki mogłyby być przeprowadzane w mniejszych, gorzej wyposażonych ośrodkach medycznych.
Autorzy badań zastrzegają, że konieczne są szerzej zakrojone testy kliniczne nowej metody. Oni zaś skupią się teraz na zbadaniu, czy ich technologię można wykorzystać do leczenia szerszej gamy chorób oczu oraz czy sztuczne soczewki można będzie zindywidualizować, uzyskując w ten sposób większą efektywność.
Szacuje się, że obecnie na całym świecie około 12,7 miliona osób cierpi na choroby, które można wyleczyć za pomocą przeszczepu rogówki. Transplantacji tego organu doczeka tylko 1 na 70 potrzebujących. Wzrok z powodu chorób rogówki traci 1 milion osób rocznie. Szczególnie trudna sytuacja panuje w krajach o średnich i niskich dochodach. Ponad połowa światowej populacji nie ma w ogóle dostępu do tego typu usługi medycznej. Dlatego też opracowanie taniej skutecznej i łatwo dostępnej sztucznej rogówki, której wszczepienie można przeprowadzić w stosunkowo prosty sposób, może być ratunkiem dla milionów ludzi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Serce nie jest w stanie regenerować się po uszkodzeniu. Dlatego dla kardiologii i kardiochirurgii ważne są wysiłki specjalistów z dziedziny inżynierii tkankowej, którzy usiłują opracować techniki regeneracji mięśnia sercowego, a w przyszłości stworzyć od podstaw całe serce. To jednak trudne zadanie, gdyż trzeba odtworzyć unikatowe struktury, przede wszystkim zaś spiralne ułożenie komórek. Od dawna przypuszcza się, że to właśnie taki sposób organizacji komórek jest niezbędny do pompowania odpowiednio dużej ilości krwi.
Bioinżynierom z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences udało się stworzyć pierwszy biohybrydowy model komory ludzkiego serca ze spiralnie ułożonymi komórkami serca i wykazać przy tym, że przypuszczenia były prawdziwe. To właśnie takie spiralne ułożenie komórek znacząco zwiększa ilość krwi przepompowywanej przy każdym uderzeniu serca. To ważny krok, który przybliża nas do ostatecznego celu, jakim jest zbudowanie od podstaw serca zdatnego do transplantacji, mówi profesor Kit Parker, jeden z głównych autorów badań. Z ich wynikami możemy zapoznać się na łamach Science.
Fundamenty dla obecnych osiągnięć amerykańskich naukowców położył 350 lat temu angielski Richard Lower. Lekarz, wśród którego pacjentów znajdował się król Karol II, jako pierwszy zauważył i opisał w Tractatus de Corde, że włókna mięśnia sercowego ułożone są w kształt spirali. Przez kolejne wieki naukowcy coraz więcej dowiadywali się o sercu, jednak badanie spiralnego ułożenia jego komórek było bardzo trudne. W 1969 roku Edward Sallin z Wydziału Medycyny University of Alabama wysunął hipotezę, że to właśnie spiralne ułożenie komórek pozwala sercu na tak wydajną pracę. Jednak zweryfikowanie tej hipotezy nie było łatwe, gdyż bardzo trudno jest zbudować serca o różnych geometriach i ułożeniu włókien.
Naszym celem było zbudowanie modelu, na którym będziemy w stanie zweryfikować hipotezę Sallina i badać znaczenie spiralnej struktury włókien, stwierdza John Zimmerman z SEAS.
Naukowcy opracowali metodę o nazwie Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Urządzenie działa podobnie do maszyny produkującej watę cukrową. Znajdujący się w zbiorniku płynny biopolimer wydobywa się z niego przez niewielki otwór, wypychany na zewnątrz przez siły odśrodkowe działające na obracający się zbiornik. Po opuszczeniu zbiornika, z biopolimeru odparowuje rozpuszczalnik i materiał utwardza się, tworząc włóka. Odpowiednią formę włóknom nadaje zaś precyzyjnie kontrolowany strumień powietrza. Dzięki manipulowaniu tym strumieniem, można nadać włóknom odpowiednią strukturę, naśladującą strukturę włókien mięśnia sercowego. Dzięki FRJS możemy precyzyjnie odtwarzać złożone struktury, tworząc jedno- a nawet czterokomorowe struktury, dodaje Hubin Chang.
Gdy już w ten sposób odpowiednie struktury zostały utkane, na takie rusztowanie naukowcy nakładali na nie szczurze komórki mięśnia sercowego lub ludzkie komórki macierzyste uzyskane z kardiomiocytów. Tydzień później rusztowanie było pokryte wieloma warstwami kurczących się i rozkurczających komórek serca, których ułożenie naśladowało ułożenie włókien biopolimeru.
Naukowcy stworzyli dwie architektury komór serca. Jedną o spiralnie ułożonych włóknach, drugą o włókach ułożonych okrężnie. Następnie porównali deformację komory, tempo przekazywania sygnałów elektrycznych oraz ilość krwi wyrzucanej podczas skurczu. Okazało się, że komora o promieniście ułożonych włókach pod każdym z badanych aspektów przewyższa tę o ułożeniu okrężnym.
Co więcej, uczeni wykazali, że ich metoda może być skalowana nie tylko do rozmiarów ludzkiego serca, ale nawet do rozmiarów serca płetwala karłowatego. Z większymi modelami nie prowadzili testów, gdyż wymagałoby to zastosowania miliardów kardiomiocytów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół badawczy Liver4Life z Zurichu dokonał rzeczy, którą jeszcze niedawno moglibyśmy śmiało zaliczyć do kategorii fantastyki naukowej. Uszkodzona wątroba, która nie nadawała się do przeszczepu, została podłączona na 3 dni do maszyny, wyleczona, a następnie przeszczepiona pacjentowi, który swoją wątrobę stracił w wyniku nowotworu. Teraz, rok po operacji, pacjent czuje się świetnie.
Zespół z Zurichu dysponuje wyjątkową zbudowaną przez siebie maszyną perfuzyjną. Naśladuje ona ludzkie ciało tak bardzo, jak to obecnie możliwe. Pompa zastępuje serce, a natleniacz płuca, jednostka do dializy pełni rolę nerek. Ponadto przez wątrobę przepuszczane są liczne hormony i składniki odżywcze, spełniające rolę jelit i trzustki. Sama maszyna porusza wątrobą tak, jak czyni to przepona w czasie oddychania.
Już w styczniu 2020 roku informowaliśmy, że maszyna pozwala na utrzymanie ludzkiej wątroby przy życiu przez 7 dni, co był olbrzymim postępem. Już wówczas zauważono, że stan organów w maszynie może ulec poprawie.
Teraz eksperci z Liver4Life dokonali kolejnego olbrzymiego postępu. Podłączyli do swojej maszyny wątrobę, która ze względu na zły stan, została zdyskwalifikowana jako organ nadający się do przeszczepu. Wątrobę leczono przez 3 dni. Tutaj warto przypomnieć, że obecnie zalecenia dla transplantologów mówią, że wątroba do przeszczepu może przebywać poza ludzkim organizmem do 12 godzin. Organy przechowuje się w lodzie lub w komercyjne dostępnych maszynach perfuzyjnych.
Po 3 dniach stan wątroby poprawił się i zaproponowano ją jednemu z oczekujących na przeszczep pacjentów. Ten się zgodził i w maju 2021 roku otrzymał nową wątrobę. Opuścił szpital kilka dni po operacji i do dzisiaj czuje się świetnie. Jestem bardzo wdzięczny. Z powodu szybko rozrastającego się nowotworu miałem niewielką szansę na otrzymanie w odpowiednim czasie organu, komentuje pacjent.
Nasz eksperyment dowiódł, że możliwe jest leczenie wątroby w maszynie perfuzyjnej i zwiększenie tym samym liczby organów dostępnych do przeszczepów, mówi profesor Pierre-Alain Clavien, dyrektor Wydziału Chirurgii Wewnętrznej i Transplantologii w Szpitalu Uniwersyteckim w Zurichu. A profesor Mark Tibbitt z Wydziału Inżynierii Makromolekularnej na ETH Zurich dodaje: Zastosowane przez nas multidyscyplinarne podejście do rozwiązywania złożonych problemów biomedycznych to przyszłość medycyny. Pozwoli to nam szybciej opracowywać nowe techniki leczenia.
Teraz zespół Liver4Life planuje przeprowadzenia podobnych procedur na innych pacjentach. Chce w ten sposób wykazać, że procedura jest wiarygodna i bezpieczna. Dzięki ich pracy w przyszłości przeszczepy wątroby, które są obecnie procedurami pilnymi, wykonywanymi w miarę pojawiania się narządów, będą mogły być planowane z wyprzedzeniem. Jednocześnie specjaliści pracują nad udoskonaleniem swojej maszyny perfuzyjnej. Poszukiwane są też nowe metody leczenia wątroby poza organizmem.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.