Nüfusun yaşlanması, 21. yüzyılda Avrupa’nın en büyük zorluklarından biri. 2024 yılına gelindiğinde, Avrupalıların %22’sinin 65’in üzerinde olması bekleniyor. Yaşlanma, eklemlerin kronik kusurlarından veya oral ve maksillofasiyal bölgedeki kusurlardan muzdarip hastaların, yaşam kalitesini önemli ölçüde azaltır ve onları sürekli olarak sağlık hizmetlerine bağımlı kılar. Covid-19 krizi, kronik olarak aşırı kalabalık hastanelerin ve bakıma bağımlı, risk grubu hastaların büyük kümelerinin (cohort) ne kadar tehlikeli olabileceğini gösterdi. Bu nedenle, bilim ve teknoloji, daha uzun yaşamanın iyi yaşama ile eş anlamlı olmasını sağlamak için birlikte çalışmalı. Avrupa Birliği’nin H2020 (Ufuk 2020) Programı tarafından finanse edilen projesi olan INKplant, bu zorlukla yüzleşmek ve yeni çözümlerini demokratikleştirmek için tasarlandı.
INKplant, farklı gelişmiş biyomateryalleri ve en son teknolojileri birleştirerek hastaya özel implantlar yaratacak 6 milyon avro bütçeli iddialı bir girişim. Bu, yüksek çözünürlüklü katmanlı üretim teknolojileri (litografik seramik üretimi ve 3D çok malzemeli mürekkep püskürtmeli baskı) ve gelişmiş simülasyon ve biyolojik değerlendirme sayesinde mümkün. Elde edilen implantlar, her hastaya özel bir takım elbise gibi uyacak.
Sağlık maliyetlerinin ve rehabilitasyon süresinin azaltılması
INKplant yaklaşımı, inorganik protez bileşenleri kullanarak invaziv cerrahi prosedürlere olan ihtiyacı önemli ölçüde azaltabilir veya hatta önleyebilir. Projede öngörülen yöntemler, hastaların yaşam kalitesinde büyük bir iyileşmeyi temsil etmekte ve kullanılan malzemelerin biyouyumluluğunu arttırarak protez bileşenlerinden kaynaklanan komplikasyonların yanı sıra invazivliği (cerrahi müdahale gerekliliğini) de azaltacaktır.
INKplant, Avrupa sağlık hizmetlerinde en yaygın ve acil tıbbi sorunlardan bazılarına yeni çözümler sunacak. Proje ortakları dört farklı kullanım durumu üzerinde çalışacaklar: Menisküs defektleri, osteokondral defektler, damak defektleri ve diş ve ağız rehabilitasyonu için hastaya özgü implantlar.
Eklem defektleri olan hastaların acılarını hafifletmek için INKplant, dizdeki osteokondral defektleri onarmak için menisküs implantları ve implantlar geliştirecek ve böylece toplam eklem yenilenmesi ihtiyacını ortadan kaldıracak.
Yaygın doğum anormalliklerinin neden olduğu veya kanser gibi hastalıkların bir sonucu olarak ağız ve maksillofasiyal bölgedeki kusurlar için, INKplant, çenelerde lokal kemik eksikliği nedeniyle, ne geleneksel diş protezleri ne de geleneksel Diş İmplantları uygun tedavi seçenekleri sunmayan hastalar için palatal kusur onarımı ve implantlar için implantlar geliştirecektir.
Herkes için kişiselleştirilmiş rejeneratif tedaviler
Doku onarımı için tıbbi implantlar şu anda inorganik, emilemez malzemelerden standart boyutlarda ve şekillerde üretiliyor. Bu güncel implantlar ve vücut tarafından yabancı madde olarak algılanan yapay protezlerin aksine, INKplant sadece acısını hafifletmek değil, aynı zamanda vücutta hasarlı dokuların yenilenmesi potansiyeline sahip olacak, geliştirilmiş bir performans ve biyomekanik biyolojik uyum ile ayrı ayrı özelleştirilmiş implant üretim sağlayacak.
Yüksek hassasiyet ve üretim kapasitesi ile malzeme üretiminde karmaşıklık ve detay eşiklerine ulaşan INKplant, vücuttaki farklı dokuları yenilemenin karmaşıklığını ele alıyor. Buna ek olarak, bu proje, karmaşık tıbbi sorunlara yönelik bireysel, cinsiyete özgü tedavileri seri üretime dahil edecek. Bu katkılarla INKplant, sağlık maliyetlerini ve rehabilitasyon süresini azaltmayı amaçlıyor.
Bu, proje sırasında geliştirilen hibrit katmanlı baskı işlemi ile mümkün olacak. İmplantlar, ele alınan yumuşak ve sert dokuların biyolojik ve mekanik performansını taklit eden farklı materyalleri ile karakterize edilecek.
Uzmanlar, AB’nin biyofabrikasyondaki konumunu yükseltmek için iş birliği yapıyorlar
Avusturyalı uygulamalı araştırma şirketi PROFACTOR tarafından koordine edilen yedi ülkeden 19 iş ortağı, yaşlanma sırasında yaşam kalitesine yönelik en büyük tehditlerden bazılarıyla yüzleşmek için bu proje üzerinde iş birliği yapıyor: Eklem sorunları nedeniyle hareketliliğin azalması ve kötü oturan protez restorasyonları nedeniyle oral fonksiyonun azalması. Uluslararası INKplant ekibi, en son teknoloji ve bilim ile inovasyonda mükemmellik için çaba gösteriyor. INKplant’ın iddialı olduğu engeller multidisipliner ve çok sektörlü bir perspektiften ele alınıyor.
Konsorsiyum, doku mühendisliği, biyomalzemeler, 3D baskı, standardizasyon ve biyoetik uzmanlarından oluşuyor. Ayrıca Lithoz ve Stratasys gibi katmanlı üretimde dünya pazarının önde gelenlerini ve ikisi Avrupa’nın en büyüğü (Charité Berlin ve Vienna General Hospital) arasında yer alan dört farklı üniversite hastanesini de içeriyor.
INKplant, tıbbi ve teknik uzmanlığı, standardizasyon ve etik yönler gibi ortak ilgi alanı konularıyla birleştiriyor. Sadece rejeneratif ve kişiselleştirilmiş tıbbın bu entegre vizyonu ile toplumda gerçek bir etki yaratmak mümkün.
***
Osteokondral kusurlar
INKplant dizdeki osteokondral lezyonların özelleştirilmiş tedavisi için klinik ihtiyacı karşılayacak.
Yaralı veya yaşa bağlı hasarlı bir diz genellikle büyük cerrahi müdahale gerektirir. Tüm eklemin yapay, mekanik bir protez (örneğin TEP – Total Endo Protez) ile değiştirilmesi bir istisna olmaktan çok kuraldır. Bu invaziv operasyondan kaçınılabildiğinde, osteokondral defektlerin tedavisi sıklıkla kemik/kıkırdak kısımlarının yaralı eklemin (veya başka bir eklemin) sağlıklı, daha az yük taşıyan bölgelerinden çıkarılmasından ve defekt içine yerleştirilmesinden oluşan otolog osteokondral transplantasyondur (OATS). Bu işlem aynı zamanda sorunlu, çünkü sonradan fibröz doku oluşumu ve çıkarma yerlerinde bitişik dokunun morbiditesi ile birlikte yeni bir osteokondral defekt yaratır. Ayrıca bu replasman dokusu kaynağı daha küçük lezyonlarla sınırlıdır. Ek olarak, topografinin, sırayla doku dejenerasyonuna yol açan aralıklı stresi dışlamak için dikkate alınması gerekir.
INKplant tamamen yeni bir yaklaşım izliyor. Diz eklemi durumunda, vücudun diğer bölgelerinden sağlıklı dokuların tam bir eklem değişimi veya transplantasyonu yerine, kemiğin ve kıkırdağın biyomekanik özelliklerini sağlayan ve doku yenilenmesini destekleyen biyouyumlu bir implant kullanılıyor. İmplant, hem başarı oranını hem de rejenerasyon kalitesini büyük ölçüde artıran erken fizyolojik yükleme altında kemiğin iyileşmesine olanak tanıyacaktır.
Damak kusurları
INKplant, yaygın doğum kusuru yarık damak veya kanser gibi hastalıkların bir sonucu olarak ortaya çıkan damak kusurlarını onarmak için çalışacak.
Damak defekti, bebeklikten yetişkinliğe kadar ciddi bir sorun ve hâlâ yeterli rejeneratif tedaviyi görmüyor. Eksik dişler ve kusurlu yutma ve konuşma yarık damak hastalarının başlıca problemleri. Yarık damak, 1:700 canlı doğumda ortaya çıkan en yaygın kraniyofasiyal bozukluk.
Onarılmamış veya kalıcı damak kusurları olan yetişkinlerde, damak kaldırma protezi ve konuşma ampulü gibi tıkayıcılar konuşma ve yutmada iyileşme göstermiştir, ancak damak fistülleri ve ilgili enfeksiyonlar tamamen kontrol edilemiyor. Kanser ve travma gibi diğer etiyolojilerden kaynaklanan kusurlar için, tıkayıcılar ve kısmi protezler gibi protez seçenekleri kullanılır, ancak işlevselliği azalmıştır. Şu anda otolog kemik kullanımı, kemik rejenerasyon kusurları için en yaygın kullanılan aşılama türüdür.
INKplant, form ve işlevi eski haline getirmek için sert ve kompozit aşamalara sahip hibrit bir implant üretecek. INKplant’ın hastaya özel palatal implant tasarımı, damağın açık alanlarını ve ağız ve burun boşluğu arasındaki bağlantıyı kapatacak. Sonuç, ameliyatların, enfeksiyonların ve orta kulak sorunlarının genel sayısında bir azalma ve iyileştirilmiş bir hasta yaşam kalitesine yol açan gelişmiş konuşma ve yutma işlevleridir.
Hafifliği ve tasarımı sayesinde, hastaları mevcut sorunu hafifletmeden durumlarını geçici olarak iyileştiren sert, hacimli ve hantal pasif akrilik obtüratörlerin rahatsızlığından kurtaracak.
Çözüm, gelecekte sadece bebeklerden çocuklara yarık damak tedavisi için değil, aynı zamanda yetişkin ve yaşlı hastalarda karsinom, travma veya onarılmamış yarıklar nedeniyle eksizyondan sonra ortaya çıkan sert ve yumuşak doku kusurları için de hastaya özel yeni bir profilaktik ve küratif tedavi protokolünün temelinin atılmasına olanak sağlayacak.
Görüntüleme teknolojisi ve malzeme bilimindeki gelişmelerle birlikte, artık yüksek düzeyde biyouyumlu malzemelerin bir kombinasyonundan hastaya özel bir subperiosteal implantları üç boyutlu basılmış oluşturma olasılığı mevcut. Seçilen malzeme karışımı, gerekli mekanik stabiliteye ek olarak, doku entegrasyonunu ve yara iyileşmesini hızlandırmak için optimize edilmiş yüzey özelliklerine sahip olacak ve erken komplikasyon olasılığını azaltacak bir subperiostal implant gerçekleştirmeyi amaçlıyor. İmplantasyondan sonra, cihazın yüzeyi vücudun kendi hücreleri tarafından kolonize ediliyor ve kısmen kemiğe dönüşüyor, böylece osseointegrasyonu teşvik ediyor ve stabil uzun vadeli koşullarla sonuçlanıyor.
Amaç, atrofik çeneli hastaların lokal anestezi altında hızlı bir iyileşme aşaması ve yüksek bir başarı oranıyla kısa bir prosedürle rehabilitasyonunu sağlayan yeni subperiostal implant tasarımına ulaşmak. Bu yenilikçi çözüm, osseos implantlarının mevcut yüzey özellikleri standardını yeniden tanımlama ve yeni altın standart olma potansiyeline sahip.
Beklenen etkiler:
- INKplant, insanların yaşam kalitesinin iyileştirilmesi ve kişiselleştirilmiş tıp alanında bilimsel mükemmeliyetin bir temsilcisi olarak AB’nin güçlendirilmesi üzerinde büyük bir etkiye sahip olacak. Proje, AB biyomalzemelerinin ve biyomedikal endüstrilerinin rekabet gücünün artırılmasına katkıda bulunacaktır.
- INKplant’ın amacı, kişiselleştirilmiş ilaç ve ilave olarak üretilen implantları günlük bir klinik rutin haline getirmek ve böylece yüksek kaliteli doku mühendisliği tedavisini demokratikleştirmek.
- INKplant, gerekli ameliyat sayısını azaltarak, hastaların hastanede kalış sürelerini ve rehabilitasyon sürelerini kısaltarak sağlık maliyetlerini düşürmeyi amaçlıyor.
- Eğitim, INKplant’ın sonuçlarının gelecekteki uygulamasının anahtarı olacak. Bu nedenle proje, atölye çalışmaları ve kurslar aracılığıyla yeni nesil bilim adamları ve teknisyenlerin yetiştirilmesine dahil edilecek ve lise öğrencilerinin teknoloji kariyerleriyle ilgilenmelerini sağlamak için çalışacak. INKplant faaliyetleri, INKplant gelişimi ile ilgili gelecekteki Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (Özgün kısaltması: STEM) işlerinde kadın oranını artırmaya özel önem verecek.
Proje ortakları
Avusturya: Lithoz, Luxinergy, Tiger Coatings, Johannes Kepler University Linz (JKU), Ludwig Boltzmann Institute, Medical University of Vienna, Kepler University Hospital.
Almanya: BioMed Center Innovation, Charité – Universitätsmedizin Berlin, TransTissue Technologies GmbH.
İspanya: Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Biotechnology Institute (BTI), The Spanish Association for Standardization (UNE).
Portekiz: Fluidinova.
İsrail: Stratasys.
Fransa: 3D Matrix Medical Technology, Elkem.
Hollanda: University Medical Center Utrecht (UMCU)
