03.03.2017

„Otoimplant” w konkursie na najlepsze na świecie projekty innowacyjne


zdjęcie implantu wykonane przez dr inż. M. Ziąbkę przy użyciu mikroskopu optycznego

techniczny model implantu

implant pomiędzy monetą jednogroszową a ziarenkiem ryżu

Stworzona przez naukowców z AGH proteza ucha środkowego „otoimplant” startuje w kategorii Life Sciences & Healthcare w międzynarodowym konkursie „Bringing tech&science closer to people” promującym najlepsze na świecie innowacyjne projekty technologiczne. Głosować można do 3 marca 2017 r. poprzez stronę internetową.

Nad projektem „otoimplant” od marca 2016 r. pracuje zespół naukowo-badawczy pod kierunkiem dr inż. Magdaleny Ziąbki z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, która prowadzi go w ramach finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju programu Lider. W skład zespołu weszli mgr inż. Michał Dziadek z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki oraz dr n. med. Agnieszka Wróbel z Kliniki Otolaryngologii Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie. Powołano też specjalny zespół konsultacyjny, w którym znaleźli się dr Elżbieta Menaszek z Wydziału Farmaceutycznego Collegium Medicum UJ, dr n. med. Agnieszka Wiatr z Oddziału Klinicznego Otolaryngologii Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie oraz dr n. med. Maciej Wiatr z Katedry i Kliniki Otolaryngologii Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum.

„Otoimplant” jest protezą ucha środkowego wykonaną z biostabilnych polimerów termoplastycznych zawierających bakteriobójczy dodatek modyfikujący w postaci nanocząstek srebra. Implant umożliwi rekonstrukcję łańcucha kosteczek słuchowych w przestrzeniach ucha środkowego i skutecznie wyeliminuje zakażenia bakteryjne. Proteza laryngologiczna może stanowić wszczep wielofunkcyjny o działaniu bakteriobójczym w środowisku biologicznym oraz zapewnić pacjentom krótszy okres rekonwalescencji i ograniczyć ryzyko związane z powikłaniami w przebiegu infekcji i zakażeń bakteryjnych, a także umożliwiać odtworzenie budowy i funkcji struktur kostnych ucha środkowego przez przywrócenie prawidłowego rezonansu kosteczek. Dzięki zastosowaniu tego typu implantów możliwa będzie poprawa słuchu u pacjentów z uszkodzonym łańcuchem kosteczek słuchowych na skutek przebiegu stanów zapalnych, urazów, wad wrodzonych i otosklerozy. Docelowo naukowcy planują wprowadzenie protez do ogólnego użytku i sprzedaży.

Implant wykonany został z kompozytu na osnowie z biostabilnego medycznego polimeru i nanocząstek srebra. Do wytworzenia implantu wykorzystano metody przetwórstwa tworzyw sztucznych ze stopu. Projekt obejmuje ocenę właściwości fizykochemicznych, biologicznych in vitro, in vivo na zwierzętach oraz histopatologicznych, laryngologicznych i audiologicznych z udziałem pacjentów. Ocenione zostały właściwości fizykochemiczne i strukturalne, a także podstawowe parametry mechaniczne i termiczne. Przeprowadzono charakterystykę powierzchni z uwzględnieniem parametrów odpowiedzialnych za chropowatość i zwilżalność oraz badania kinetyki procesu uwalniania jonów srebra Ag+ w warunkach in vitro metodą ICP-MS. Równolegle protezy sprawdzono pod kątem właściwości cytotoksycznych i bakteriobójczych. W tym celu przeprowadzono badania komórkowe z wykorzystaniem ludzkich linii komórkowych osteoblastopodobnych i fibroblastów. Przeprowadzono testy skuteczności antybakteryjnej wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. Na podstawie wszystkich uzyskanych wyników z badań in vitro wytypowano implanty o najlepszych właściwościach i najwyższej skuteczności bakteriobójczej. Kolejny etap prac polegał na ocenie właściwości biologicznych protez laryngologicznych w warunkach in vivo na szczurach. W tym celu wykorzystano metody histologiczne, histochemiczne i histoenzymatyczne. Uzyskane wyniki pozwoli potwierdzić biozgodność implantów, co pozwoliło  przejść do najważniejszego trzeciego etapu jaki stanowią badania kliniczne z udziałem pacjentów.

Dzięki współpracy z Kliniką Otolaryngologii Szpitala UJ w Krakowie oraz w wyniku potrzeby leczenia i rekonstrukcji łańcucha kostek słuchowych z wykorzystaniem implantów możliwe będzie przeprowadzenie pilotażowych zabiegów operacyjnych poprawiających komfort życia. Do zabiegów wytypowani i zakwalifikowani zostaną pacjenci z uszkodzonym łańcuchem kostek słuchowych. Przygotowano procedury operacyjne i prawne zapewniające jak najwyższy stopień bezpieczeństwa. W wyniku zaplanowanych badań klinicznych przeprowadzone będą operacje, podczas których w przestrzenie ucha środkowego wszczepione zostaną opracowane protezy. Pacjenci będą poddani hospitalizacji. Zaplanowane są badania otolaryngologiczne, laryngologiczne audiologiczne, audiogramy totalne, audiogramy mowy i audiometrie impedancyjne potwierdzające poprawę słuchu u pacjentów. Badania wykonane zostaną w kilku interwałach czasowych. Projekt zakończony się podsumowaniem i opracowaniem wyników, które umożliwią przygotowania do dalszej procedury związanej z komercjalizacją protezy.

„Otoimplant” jest zgłoszony do polskiego i międzynarodowego postępowania o ochronę patentową i oczekuje na decyzje obu urzędów.

„Bringing tech&science closer to people” to międzynarodowa inicjatywa i swego rodzaju kampania edukacyjna stworzona po to, by wypromować, a także wyróżnić największych odkrywców, wynalazców oraz zmieniające świat rozwiązania, nad którymi pracują. Ze zgłoszonych ponad 650 innowacyjnych projektów wyłoniono 250 najlepszych. Biorą one udział w konkursie będącym jednym z elementów promocyjnych. W każdej z dziesięciu kategorii wyłoniony zostanie zwycięzca. Jednocześnie od lutego do kwietnia 2017 r. projekty będą popularyzowane w ponad 100 krajach i prezentowane organizacjom branżowym, izbom handlowym i inwestorom. Kampania organizowana jest pod auspicjami m.in. UNESCO przy współpracy z NCBR oraz ponad 50 partnerami z całego świata. Honorowym partnerem w Polsce zostało Ministerstwo Rozwoju.