Medyczna rewolucja! W Poznaniu zrobią protezy w kilkanaście godzin. Zamiast kilkadziesiąt tysięcy złotych, będą kosztować kilkaset

W Polsce jest kilkadziesiąt tysięcy dzieci, które ze względu na różne schorzenia jak mózgowe porażenie dziecięce czy rdzeniowy zanik mięśni, muszą stosować ortezy korekcyjne. Kolejne kilkanaście tysięcy cierpi z powodu wady wrodzonej jednej lub obu kończyn, dlatego dla prawidłowego rozwoju powinny stosować protezy.

Cena profesjonalnej ortezy czy protezy waha się od kilku do kilkudziesięciu tysięcy złotych, a czas oczekiwania na nią to kilka tygodni. Co więcej, intensywny rozwój dziecka często powoduje, że zakup nie kończy się na jednej sztuce – po pół roku trzeba ją wymieniać na nowy model. Nie każda rodzina może pozwolić sobie na taki wydatek, dlatego dzieci często nie mają szans na prawidłowe leczenie. Sytuacja ma szansę się jednak poprawić dzięki badaniom prowadzonym na Politechnice Poznańskiej.

Zobacz też: Lek na COVID-19 zatwierdzony, na razie warunkowo

Tradycyjnie ortezy i protezy wykonuje się w manualny sposób, który pochłania dużo czasu i pieniędzy. Pacjent musi przyjść do gabinetu, gdzie robi się odlew jego kończyny, by potem ręcznie formuje odpowiedni kształt.

– Zacząłem się zastanawiać, dlaczego po prostu nie zacząć drukować tych wyrobów, aby usprawnić proces. Ale tutaj pojawił się problem, a mianowicie projektowanie takiego wyrobu

– mówi prof. Filip Górski.

Jak wyjaśnia, żeby wytworzyć coś na drukarce 3D, trzeba najpierw zrobić model cyfrowy, a to wymaga bardzo wykwalifikowanego inżyniera. Wcześniej trzeba również dokładnie zmierzyć i zdigitalizować kończynę pacjenta. Te wszystkie elementy sprawiają, że poniesione koszty i czas są porównywalne do tradycyjnej metody.

– Kluczem do sukcesu okazały się być techniki inżynierii, wiedzy i metody automatyzacji projektowania. Z kilku tygodni oczekiwania na gotową ortezę czy protezę, czas skraca się znacznie. Jesteśmy w stanie uruchomić proces wytwarzania jej na drukarce 3D już po kilkudziesięciu minutach od momentu, kiedy pacjent zejdzie ze stanowiska skanowania

– mówi naukowiec.

Zespół zbudował własne, zmechanizowane stanowisko do skanowania 3D. Zastosował tanie skanery, aby jego rozwiązanie mogło być wykorzystywane powszechnie – w szpitalu, przychodni, pracowni protetycznej, a nawet szkole. Wystarczy krótkie przeszkolenie w obsłudze, może więc z niego korzystać personel medyczny (pielęgniarka, lekarz, fizjoterapeuta, technik). Obecnie skanowanie 3D kończyny zajmuje tylko kilka minut, a reszta należy do algorytmu komputerowego. Poza tym, w tym systemie zespół wykorzystuje ekologiczne i wodoodporne materiały.

Prototyp AutoMedPrint jest w stanie wykonać cztery różne wyroby ortopedyczne: ortezę nadgarstka (do leczenia złamań i urazów w obszarze nadgarstka i przedramienia oraz terapii ręki np. u dzieci z porażeniem splotu barkowego), ortezę stawu skokowego (w terapii np. mózgowego porażenia dziecięcego, rdzeniowego zaniku mięśni czy stabilizacji po urazach), kosmetyczną protezę ręki oraz kilka wersji mechanicznej protezy ręki (do celów ogólnych oraz specjalizowanych – do jazdy na rowerze). 

Najmłodszy pacjent, który otrzymał pomoc podczas badań zespołu prof. Górskiego, miał 1,5 roku. Natomiast optymalną dolną granicą wieku dla wykonania skanu jest 4-5 lat. Ten wiek wynika z prostego faktu: podczas skanowania pacjent nie może ruszać kończyną, co w przypadku młodszych dzieci jest trudne do uzyskania. Zespół już pracuje nad stworzeniem specjalnego skanera, który by nie wymagał bezruchu.

Jednym z pacjentów był dziewięcioletni chłopiec, który złamał rękę na tydzień przed wylotem na wakacje do Francji. W poniedziałek miał zrobiony skan; w środę przymierzał nową ortezę, a dzień później mógł ją już odebrać.

Wśród pacjentów znajdowali się też ci z bardziej charakterystycznymi schorzeniami. Do tej grupy należał pochodzący ze Śląska trzynastoletni Miłosz z rozszczepem kręgosłupa w odcinku lędźwiowym, które spowodowało u niego porażenie dolnych kończyn. W wyniku operacji nastolatek ma też jedną z nóg krótszą o 3 cm. Może przemieszczać się o własnych siłach tylko w specjalnych ortezach i to dzięki bardzo intensywnej rehabilitacji. Prof. Górski zaznacza, że większość osób z rozszczepem kręgosłupa nie chodzi.

Miłosz, stosując na co dzień komercyjne ortezy specjalistyczne, nie mógł uczestniczyć w zajęciach na basenie – tego typu wyroby nie mogą być używane w długotrwałym kontakcie z wodą. Zaradził temu zespół prof. Górskiego i dążąc do idealnego modelu ortezy dla trzynastolatka, wykonał 6 różnych jej wariantów.

– Miłosz przyczynił się do tego, że musieliśmy głębiej zastanowić się nad wodoodpornością naszych wyrobów. Dlatego też do druku 3D wykorzystujemy materiały takie jak Nylon i PET-G, a także pianki wyścielające wnętrze ortezy, które mogą być eksponowane na środowisko wodne

– wyjaśnia prof. Górski.

Dzięki dofinansowaniu z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, naukowcy z Politechniki Poznańskiej stworzyli AutoMedPrint. W trakcie 4-letnich badań pomogli około 50 pacjentom, którzy dobrowolnie wzięli w nich udział. Ten etap niedawno się zakończył, ale na horyzoncie pojawiły się nowe projekty, podczas których zespół prof. Górskiego będzie rozwijać i udoskonalać to, co rozpoczął. Dlatego też pacjenci, którzy potrzebują ortezy czy protezy i chcieliby wziąć udział w badaniach (bezpłatnie), mogą zgłaszać się przez formularz dostępny na stronie internetowej automedprint.put.poznan.pl. Znajdą też tam bezpośredni kontakt do prof. Górskiego.

Poza drogą badawczą, członkowie zespołu liczą na zainteresowanie prototypem ze strony przemysłu. Prowadzą już pierwsze rozmowy nad komercjalizacją, ale są otwarci na nowe propozycje.

Jednym z ich marzeń jest wprowadzenie produkcji tego typu wyrobów ortopedycznych całkowicie w sposób zdalny, bez osobistego stawienia się pacjenta w laboratorium. Marzenie ma szansę się spełnić dzięki współpracy z Fundacją e-Nable Polska, z którą aktualnie przygotowują protezy dla mężczyzny z Afryki, który stracił dwie ręce. Projekt ma mieć swój finał w marcu. Jeśli się powiedzie, będzie stanowić furtkę do wyrobu protez i ortez na całym świecie.

Zobacz zdjęcia, jak pracowali i pomagali najmłodszym pacjentom naukowcy z Politechnice Poznańskiej

Osoby pracujące nad rozwojem projektu AutoMedPrint:

• dr hab. inż. Filip Górski, profesor Politechniki Poznańskiej – lider zespołu;
• dr inż. Wiesław Kuczko – konstruktor, specjalista inżynierii odwrotnej i technologii przyrostowych;
• dr inż. Radosław Wichniarek – specjalista technologii przyrostowych i programowania;
• dr inż. Przemysław Zawadzki – konstruktor, specjalista inżynierii wiedzy;
• mgr inż. Magdalena Żukowska – inżynier biomedyczny;
• mgr inż. Paweł Buń – specjalista rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej;
• mgr inż. Natalia Wierzbicka – inżynier biomedyczny;
• mgr Sabina Siwiec – fizjoterapeuta.