Zwierzęta szybciej wracają do zdrowia dzięki innowacyjnym implantom z Politechniki Śląskiej!

Technologia otrzymywania powłok na powierzchni kostnych implantów dla zwierząt powstała pod kierunkiem dr hab. inż. Alicji Kazek-Kęsik, prof. PŚ, w ramach realizacji dwóch projektów Lider (NCBR): „Technologia wytwarzania warstw hybrydowych na implantach tytanowych dedykowanych zwierzętom” oraz „Długoterminowe implanty tytanowe z bioaktywną powłoką ceramiczną. Obydwa zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, a ich łączna wartość wynosi 1 mln 700 tys. zł.

— Rynek implantów dla zwierząt niezwykle szybko się rozwija. Implantacja materiałów do kości bywa nieraz bardzo problematyczna, co wynika z różnorodności budowy zwierząt oraz z występujących zapaleń. Obecnie poszukuje się materiałów, które przyspieszą zrost implantów z kością i będą zapobiegać kolonizacji bakterii. Uniknięcie ponownej reoperacji zwierząt jest niezwykle ważne, aby ograniczyć ich stres, leczenie i dać umożliwić jak najszybszego rozpoczęcia rehabilitacji. W projekcie Lider (NCBR) opracowano sposób otrzymywania warstw zawierających lek, a sam proces ich uzyskiwania jest na tyle uniwersalny, że weterynarze mogliby sami decydować, który z dostępnych leków byłby odpowiedni dla pacjenta — mówi prof. A. Kazek-Kęsik

Powłoki opracowywane przez naukowców Politechniki Śląskiej powodują, że implant wszczepiany w organizm zwierzęcy jest znacznie lepiej tolerowany.­

– Dla nas lekarzy najważniejsze jest to, żeby „oszukać” organizm takim implantem. Tytan choć jest najbardziej neutralnym metalem dla organizmu to nadal jest dla niego ciałem obcym, którego chce się pozbyć a powłoki o których mowa powodują, że organizm nie widzi tego metalu i nie odrzuca implantu – wyjaśnia lekarz weterynarii Michał Stelmaszyk.

W opracowanych implantach do utworzenia biodegradowalnej warstwy zawierającej lek, wykorzystano polimery o znanej podatności na rozpad pod wpływem wody.

— Wykorzystanie polimerów w medycynie jest obecnie bardzo szerokie. Polimery są stosowane w medycynie do produkcji sprzętu medycznego, aparatury oraz w charakterze biomateriałów, jak również w farmacji do produkcji opakowań na leki oraz jako składniki układów dostarczania leków zapewniające kontrolowane uwalnianie leku dopasowane do konkretnej terapii. W naszych implantach wykorzystujemy polibezwodniki – adypinowy (PADA) i sebacynowy (PSBA) oraz poliestry – kopolimery poli(laktyd-ko-glikolid) (PLGA). Właściwości wymienionych polimerów pozwoliły na uzyskanie kontrolowanego uwalniania antybiotyków — wyjaśnia dr inż. Monika Śmiga-Matuszowicz z Katedry Fizykochemii i Technologii Polimerów.

Obecnie na Wydziale Chemicznym, gdzie opracowano patenty, realizowany jest kolejny projekt badawczy, mający na celu otrzymanie powłok o charakterze bakteriostatycznym, zapobiegającym zapaleniom i zakażeniom wokół ran u zwierząt, które niestety czasem występują po wszczepieniu implantu do kości. Technologie są uniwersalne, więc pozwalają pokryć implanty specjalną powłoką o różnym kształcie i wielkości.

—Tematyką związaną z modyfikacją powierzchni różnego rodzaju implantów metalowych zajmujemy się w naszej Katedrze od ponad 40 lat. Od prawie 20 lat pracujemy nad funkcjonalizacją powierzchni implantów tytanowych dedykowanych tkance kostnej. Dzięki współpracy z firmami produkującymi implanty tytanowe, zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt jesteśmy w stanie odpowiadać na ich potrzeby mówi prof. dr hab. inż. Wojciech Simka, kierownik Katedry Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii .

Potencjał specjalnych powłok wynalezionych przez uczonych z Politechniki Śląskiej pokazuje liczba dotychczas uzyskanych patentów – dla dotyczących powłok bioaktywnych: 7 patentów krajowych; dla patentów dotyczących powłok polimerowych o właściwościach bakteriostatycznych:  8 patentów krajowych, 4 zgłoszenia europejskie. Jednym z rezultatów prowadzonych prac jest sprzedaż licencji firmie Iwet, producentowi implantów dla zwierząt, który rozpoczął wytwarzanie bioaktywnych powłok na powierzchni implantów.

— Dzięki zdobytemu doświadczeniu przemysłowemu we wdrażaniu technologii obróbki powierzchni mogliśmy zaproponować nasze rozwiązania i wdrożyć proces wysokonapięciowego utleniania elektrochemicznego w spółce IWET z Kleosina pod Białymstokiem, produkującej implanty dla zwierząt. Współpraca jest o tyle ciekawa, że można pokusić się o wspólne wprowadzanie na rynek rozwiązań na światowym poziomie. W dużej mierze wynika to z zapotrzebowania i rozwoju w tej dziedzinie, ale także ułatwionych rozwiązań prawnych. Same produkty muszą być przebadane pod kątem bezpieczeństwa stosowania i interakcji z organizmem. W końcu życie i zdrowie pacjenta jest najważniejsze — podsumowuje prof. W. Simka.

Wynalazek Politechniki Śląskiej stosuje już firma IWET, producent implantów dla zwierząt.

– Dzięki patentowi stworzonemu przez naukowców Politechniki Śląskiej mamy możliwość wykonywania zaawansowanych powłok, nawet na implantach o bardzo skomplikowanych kształtach. Są one lepiej tolerowane przez organizm zwierzęcy. Do tej pory mieliśmy kilka wszczepień protez bionicznych, które zastępują kończynę zwierzęcia. Po użyciu tej powłoki nie mieliśmy żadnych problemów z odrzuceniem protezy czy z procesem gojenia – powiedział Michał Sujet, firma IWET.

Takie implanty mogą być wykorzystane przy skomplikowanych złamaniach, jeśli zwierzę ma nowotwór kości lub jest po wypadku komunikacyjnym, gdzie doszło np. do urwania kończyny.

Więcej informacji o Politechnice Śląskiej: www.polsl.pl