Naukowcy z Politechniki Białostockiej pracują nad nowym implantem skroniowo-żuchwowym. Jak poinformowali eksperci konstrukcja implantu została tak zaprojektowana, by zminimalizować uszkodzenia w obrębie panewki, a ponadto ma być bardziej wytrzymała od obecnie stosowanych rozwiązań. Naukowcy opracowali i zgłosili już wynalazek do Urzędu Patentowego Rzeczypospolitej Polski.

Wynalazek opracowali i przygotowali do zgłoszenia w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej dr inż. Piotr Borkowski z Wydziału Mechanicznego i dr inż. Roman Trochimczuk z Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej, wcześniej wieloletni pracownik Wydziału Mechanicznego.

Implant powinien wytrzymać jak najdłużej

– Społeczeństwo jest narażone na występowanie chorób nowotworowych. Rak to główny czynnik, który może spowodować zaburzenia funkcjonowania organów. Wtedy jedynym rozwiązaniem jest stworzenie takich technicznych środków, które pozwolą przywrócić pierwotne funkcje organu, czy też aparatów na przykład żucia, rozmowy czy innego funkcjonowania – wskazał dr inż. Roman Trochimczuk z Katedry Automatyki i Robotyki Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej, współautor czterech patentów,  w tym Mechatronicznego urządzenia do drenażu limfatycznego.

Dr Borkowski dodał, że czynniki chorobotwórcze, które dotykają stawu skroniowo-żuchwowego mogą prowadzić do zaburzeń w procesie odżywiania, a także oddychania, dlatego często konieczna jest wymiana zniszczonego stawu na implant.

Od lat w medycynie są dostępne odpowiednie implanty, jednak po analizie naukowców z PB, jak wyjaśnił dr Trochimczuk, część tych rozwiązań ma pewne niedogodności, szczególnie podczas eksploatacji.  „Jeżeli wszczepiamy jakieś sztuczne elementy do ciała człowieka, to chcielibyśmy żeby wykonany przez nas element wytrzymał jak najdłużej” – podkreślił naukowiec.

– Problemem powyższych rozwiązań jest zużycie i w efekcie zniszczenie  wkładek polietylenowych (rekonstruujących panewkę naturalnego stawu), których przekrój (grubość) ze względu na umiejscowienie nie może być zbyt duży. Zwiększenie grubości skutkuje koniecznością skrócenia gałęzi żuchwy oraz przesunięciem osi obrotu implantowanego stawu względem stawu zdrowego – wyjaśniają w zgłoszeniu patentowym wynalazcy.

Odwrócony implant skroniowo-żuchwowy

Jak wskazano na stronie uczelni, pomysł na nowy implant skroniowo-żuchwowy wydaje się bardzo prosty, natomiast mimo wielu patentów na implanty stawu skroniowo-żuchwowego znanych w świecie – nikt nie wpadł na to,  na co naukowcy z Politechniki Białostockiej.

– Dotychczas stosowane implanty odzwierciedlały anatomiczną budowę stawu skroniowo-żuchwowego to znaczy, że głowa implantu znajdowała się w gałęzi żuchwy natomiast panewka w obrębie czaszki, jednym z powikłań jest uszkodzenie sztucznej  panewki. Nasza konstrukcja została tak zaprojektowana, by zminimalizować uszkodzenia właśnie w obrębie panewki – wyjaśnił dr inż. Piotr Borkowski z  Instytutu Inżynierii Biomedycznej Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej.

Ekspert dodał, że nowy implant jest odwrócony, co oznacza, że głowa stawu została umieszczona w obrębie panewki, natomiast panewkę umieszczono w obrębie gałęzi żuchwy. W ten sposób udało się znacznie zwiększyć przekrój implantu, co ma wydłużyć jego trwałość.

Naukowcom z Białegostoku zależało na tym, żeby implant działał jak najdłużej. Dlatego wykorzystano grupę materiałów, które nie będą odrzucane przez organizm ludzki i pozwolą na przyrost tkanek. Materiały nie uczulają, a rany powstałe po zabiegu będą goić się szybciej i w sposób małoinwazyjny.

– To niekoniecznie też musi być metal, może być właściwe tworzywo sztuczne, które pozwoli na spełnienie warunków wytrzymałościowych, eksploatacyjnych i warunków związanych z tym żeby zapewnić kinematykę tego rozwiązania – powiedział dr Trochimczuk.

Rozwiązania szyte na miarę

– Pomysł na patent wynika ze współpracy z ośrodkami medycznymi przy okazji rozmowy o problemach ze stawem skroniowo-żuchwowym pojawił się problem z dotychczas istniejącymi endoprotezami. Chodzi o niewystarczającą wytrzymałość elementów konstrukcyjnych dotychczas stosowanych implantów – podkreślił dr Borkowski.

Naukowcy zwracają ponadto uwagę, że każdy implant jest bardzo indywidualną konstrukcją.

– Te rozwiązania są szyte na miarę, czyli każdy pacjent potrzebuje indywidualnego podejścia, u każdego czaszka, żuchwa czy też rodzaj uszkodzenia, który chcemy zastąpić implantem, jest zupełnie inny – zaznaczył dr Trochimczuk.

Dlatego do zaprojektowania każdego implantu konieczna jest tomografia komputerowa. Dr Trochimczuk wyjaśnia, że aby wszczepić konkretny implant lekarz na początek musi dostarczyć materiału, nad którym będzie pracował inżynier.

– To jest istotne do przygotowania modelu odpowiadającego cechom osobniczym danego pacjenta oraz rodzajowi uszkodzenia. To powala na weryfikację hipotez z wykorzystaniem między innymi modeli i technik druku 3D z wykorzystaniem narzędzi komputerowych do chwili, kiedy lekarz dostanie gotowe rozwiązanie na stół operacyjny – tłumaczył ekspert.

Politechnika Białostocka 27 grudnia 2023 roku złożyła wniosek o udzielenie patentu na wynalazek: Implant stawu skroniowo-żuchwowego. Zgłoszenie oznaczono numerem: P.447282.

Źródło: pd.edu.pl