Politechnika Łódzka w projekcie MATURO 3D

Prowadzone badania będą zmierzały do zbudowania biodrukarki 3D, która wraz z opracowanymi biotuszami pozwoli na wytwarzanie trójwymiarowych wydruków. Te, w późniejszym etapie, będą stanowiły wyroby dla chorych.

Główną przyczyną podjęcia badań nad materiałem wprowadzającym takie rozwiązanie w urologii jest skala problemu oraz niemal zupełny brak implantów pozwalających na odtworzenie naturalnej cewki moczowej.

Spodziectwo jest najczęstszą wadą układu płciowego u chłopców i występuje 1/200 noworodków płci męskiej. U dorosłych 1/600 mężczyzn wymaga interwencji chirurgicznej w zakresie cewki moczowej. Wśród mężczyzn powyżej 55 roku życia liczba potencjalnych pacjentów jeszcze wzrasta ze względu na powszechnie stosowane leczenie endoskopowe przerostu prostaty, czego następstwem może być zwężenie światła cewki moczowej.  Obecnie nie ma na rynku materiałów spełniających specyficzne wymagania układu moczowego, które mogłyby znaleźć zastosowanie jako „sztuczna” cewka moczowa.

Zabiegi naprawcze w obszarze cewki moczowej wykonywane są z wykorzystaniem własnych tkanek pacjenta, np.: napletek, skóra prącia, błona śluzowa przedsionka jamy ustnej. Niestety wszystkie te zabiegi obarczone są dużym ryzykiem powikłań, które mogą prowadzić do komplikacji i konieczności wytworzenia nadpęcherzowego odprowadzenia moczu. Dlatego niezmiernie ważne jest opracowanie materiału, który można by wykorzystać w tego typu zabiegach naprawczych. To w przyszłości dałoby szanse na wytwarzanie bardziej skomplikowanych organów tj. moczowód czy pęcherz moczowy.

Równocześnie z pracami związanymi z opracowaniem nowych materiałów prowadzone będą działania mające na celu zbudowanie wielogłowicowej biodrukarki 3D, która umożliwi wytwarzanie w trakcie jednego procesu cewki moczowej złożonej z trzech różnych płaszczy. Każdy z nich stanowić będzie inny materiał spełniający ściśle określoną funkcję, zarówno biologiczną, jak i mechaniczną.

Końcowy produkt da w przyszłości lekarzowi nowe możliwości w leczeniu wad i uszkodzeń cewki moczowej. Ilość materiału niezbędnego do rekonstrukcji cewki będzie wówczas nieograniczona, co w przypadku pobrań materiału natywnego (od pacjenta) stanowi bardzo duży problem w stosowanych obecnie technikach chirurgicznych. Wewnętrzna struktura cewki będzie zapobiegała osadzaniu się na niej filmu bakteryjnego, który uniemożliwia zastosowanie materiałów syntetycznych do trwałego rozszerzania światła zwężonej cewki moczowej.

W nowej technologii pacjenci zyskają szansę na lepszy standard życia i ograniczenie stosowania cewników czy worków stomijnych do zbiórki moczu.

Interdyscyplinarne konsorcjum, w którym Politechnika Łódzka pełni roli Lidera, tworzą: Oddział Chirurgii i Urologii Dziecięcej Ośrodka Pediatrycznego im. dr J. Korczaka w Łodzi kierowany przez dr. n. med. Marka Krakósa, Politechnika Warszawska - zespół prof. Wojciecha Święszkowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Wydział Chemii oraz Katedra Urologii Collegium Medicum, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religii w Zabrzu - Pracownia Bioinżynierii Instytutu Protez Serca oraz Wolf Project Studio – firma z wieloletnim doświadczeniem specjalizująca się w dostarczaniu rozwiązań związanych z technologią druku 3D. Finansowanie na prowadzone badania w wysokości ponad 8 milionów złotych przyznało NCBiR w ramach programu TECHMATSTRATEG.

Projekt podzielony został na dwie fazy: badawczą (obejmującą 7 zadań) oraz fazę przygotowań do wdrożenia. Zadania realizowane są równocześnie przez ośrodki mogące wykazać się wysokim doświadczeniem w zakresie zgodnym z powierzonymi zadaniami. Rolą Politechniki Łódzkiej jest opracowanie materiału do wydruku stentu i płaszcza zewnętrznego cewki, a także zaprojektowanie i zbudowanie biodrukarki (we współpracy z firmą Wolf Project Studio) oraz przeprowadzenie badań odpowiedzi biologicznych z wykorzystaniem komórek pobieranych od pacjentów (przy wsparciu Oddziału Chirurgii i Urologii Dziecięcej Ośrodka Pediatrycznego im. dr J. Korczaka) i komórek macierzystych (dzięki współpracy z Fundacją Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religii w Zabrzu). Politechnika Warszawska opracuje materiał na płaszcz wewnętrzny cewki, a Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu materiał na płaszcz środkowy.