Lekarze i pacjenci od lat czekają na rozwiązanie, które pomoże uniknąć komplikacji po operacji wstawienia endoprotezy biodra. Wychodząc naprzeciw ich potrzebom, na Politechnice Łódzkiej stworzono narzędzie do pomiaru zmiany położenia kości udowej podczas operacji. Opatentował je Zespół naukowców pracujących pod kierunkiem prof. Leszka Podsędkowskiego z Instytutu Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn na Wydziale Mechanicznym PŁ. Naukowiec jest znanym ekspertem w dziedzinie robotów medycznych.
Opracował Pan narzędzie chirurgiczne, które może być pomocne w czasie operacji stawu biodrowego. Czy tego typu urządzenia są już stosowane?
Rocznie na świecie wykonuje się około 2 milionów zabiegów wszczepiania endoprotezy. Od dawna lekarze walczą o to, by po operacji nie zmieniła się długość kończyn u chorego. Niestety, część pacjentów po zabiegu zaczyna kuleć, bo chirurg nie jest w stanie precyzyjnie ocenić, czy zamontował protezę dokładnie tam, gdzie biodro znajdowało się przed operacją. Jak pokazuje przegląd literatury, metod śródoperacyjnej oceny długości nogi jest wiele, ale żadna dobra. Chirurdzy na całym świecie narzekają, że wszystkie proponowane im narzędzia przeszkadzają w trakcie operacji. Lekarze muszą bardzo uważać, żeby podczas zabiegu niczego nie przesunąć. A o to nietrudno kiedy używają nieraz ciężkich narzędzi, co może powodować przemieszczenie się innego wykorzystywanego sprzętu – w tym tego do wykonywania pomiarów, powodując jego niemiarodajność. To jedna wada dotychczas stosowanych narzędzi. Drugą jest wydłużony, nawet o pół godziny, czas operacji. Dodatkowo znane dziś rozwiązania są drogie, takie urządzenie kosztuje kilkaset tysięcy euro. Wprawdzie jest ono wielokrotnego użycia, ale kwota, jaką szpital musi wyłożyć w momencie zakupu jest znacząca, często nieosiągalna. Niektóre łódzkie szpitale dysponują takim sprzętem, jednak nie korzysta się z niego, ponieważ jest dla lekarzy nieporęczny oraz wydłuża czas operacji.
Na czym polega innowacyjność stworzonego przez Pana narzędzia?
Nasze urządzenie jest w wielu aspektach innowacyjne. Po pierwsze jest bardzo małe, więc nie przeszkadza lekarzom w czasie zabiegu. W najdłuższym miejscu ma do 10 cm i całkowicie mieści się wewnątrz rany operacyjnej. Co więcej, to urządzenie w trakcie samej operacji jest demontowane, a na kości zostają tylko dwa małe, nieprzeszkadzające chirurgom, znaczniki. Jego montaż jest prosty. Nie ma ryzyka uszkodzenia kości pacjenta. Trzecią zaletą jest cena. Zadanie, jakie postawili nam lekarze ortopedzi było bardzo konkretne. Narzędzie ma być jednorazowe, zgodnie z światowym trendem w medycynie. Cena operacji stawu biodrowego waha się od 6 000 zł do 12 000 zł. Trzeba było poszukiwać takiego rozwiązania, które znacząco nie podniesie tych kosztów. Koszt naszej propozycji szacujemy na 100 – 200 euro. Dziś dokładność pomiaru tego urządzenia jest na poziomie 1 mm, ale jestem przekonany, że możemy w ostatecznej wersji urządzenia osiągnąć dokładność na poziomie jednej czwartej milimetra.
W jakim stopniu urządzenie to ułatwi przeprowadzenie operacji i jakie korzyści odniosą pacjenci?
Podstawowe korzyści dla pacjenta będą dwojakiego rodzaju. Po pierwsze skróci się czas operacji. To przełoży się na zwiększenie bezpieczeństwa, zmniejszenie ryzyka śmierci lub powikłań w czasie zabiegu. Druga korzyść to gwarancja, że po operacji pacjent będzie chodził poprawnie. Błędy w sztuce lekarskiej związane z niepoprawnym chodzeniem po wstawieniu stawu biodrowego są jednym z głównych powodów procesów sądowych w Stanach Zjednoczonych. To pokazuje, jak duża jest skala problemu. Natomiast lekarz przede wszystkim również skorzysta na skróconym czasie operacji, która wiąże się dla niego z wysiłkiem fizycznym i intelektualnym oraz stresem. Zyska też pewność, że pomógł choremu człowiekowi. Stosując narzędzia jednorazowe mamy gwarancję sterylności, która jest ważna zarówno dla operowanego, jak i personelu medycznego. Jest jeszcze trzecia grupa beneficjentów, o której trzeba pamiętać. Są to producenci urządzenia, którzy będą mieli gwarancję zbytu.
Proszę przybliżyć nam konstrukcję tego urządzenia.
Lekarze przedstawiając nam swoje oczekiwania, wskazali, że powinno być: proste w użyciu, jednorazowe, mieć dokładność do 1 mm, nie przeszkadzać w czasie operacji, być na tym małe, by mieściło się w ranie operacyjnej. Prototyp ma 10 cm długości, wymiary poprzeczne na poziomie 2 cm x 2 cm, waży ok. 40 g. Narzędzie jest elastyczne, może się w kilku miejscach zgiąć. Ma mały ekran, na którym wyświetlają się kluczowe informacje dla chirurga. Wbudowano w nie dwa przyciski, jeden "idź dalej", drugi "cofnij". Na etapie produkcji planujemy wykonanie urządzeń z tworzyw sztucznych, co obniży koszt wytworzenia.
Jak wygląda jego ewentualna komercjalizacja?
Jesteśmy po rozmowach z dwoma potencjalnymi producentami tego urządzenia. Chcą oni być partnerami w projekcie badawczym, na którego dofinansowanie z Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej czekamy. Ci producenci ze swoim wkładem finansowym zamierzają wejść w kolejny etap badań. Rozmawiamy również z zagranicznymi producentami sprzętu medycznego i wiemy, że jest zainteresowanie ze strony międzynarodowego koncernu. To pokazuje, jak bardzo ten projekt jest potrzebny. Dodatkowo lekarze podkreślają, że to jest to urządzenie, na które czekają od lat. Rynek zbytu jest tym samym zagwarantowany. Właścicielem patentu jest Politechnika Łódzka, dlatego będziemy się włączali w promocję urządzenia w środowisku lekarskim. Mamy bardzo przychylne opinie Polskiego Towarzystwa Ortopedycznego i Traumatologicznego.
Jak długo trwały prace nad tym projektem?
Do chwili obecnej minęły dwa lata. Jak na warunki prowadzenia badań naukowych jest to duże tempo. Wynika ono z tego, że projekt trafił do zespołu, który miał już doświadczenia badawcze z obszarów, które akurat zostały wykorzystane w jego realizacji. Mieliśmy wszystkie komponenty potrzebne do wykonania projektu.
Ma Pan wieloletnie doświadczenie w zakresie współpracy badawczej ze środowiskiem medycznym. Jej efektem jest, m.in., robot RobIn Heart. Czym są roboty medyczne?
Roboty medyczne to są urządzenia zautomatyzowane częściowo lub w pełni, które mają wspomóc chirurga w prowadzeniu operacji. One nie zastąpią lekarza, bo nie da się niczym zastąpić wiedzy i doświadczenia człowieka. Lekarze w wielu przypadkach potrzebują bardzo wysublimowanego narzędzia wykonującego czynności, których oni sami nie są w stanie wykonać. Na przykład RobIn Heart jest telemanipulatorem, którym steruje chirurg. Robot ma narzędzie laparoskopowe, które wchodzi w ciało pacjenta, nie zostawiając dużej rany. W przypadku wykorzystania robota możemy podnieść dokładność ruchów do 0,1 mm. Dodatkową jego zaletą jest możliwość obrabiania jednocześnie danych z kilku różnych źródeł.
Chirurg nie jest w stanie sam szybko przetworzyć tych wyników na położenie narzędzia. Obecnie prowadzimy prace nad narzędziem typu "glista ludzka" do badania jelita cienkiego. Za jego pomocą możliwe będzie dotarcie znacznie głębiej niż w czasie dziś wykonywanych badań kolonoskopowych. Dzięki tego typu urządzeniom chirurdzy mogą lepiej wykorzystać swoją wiedzę.
Warto być naukowcem, ponieważ ...
... można poczuć ogromną satysfakcję odkrycia czegoś, na co nikt wcześniej nie wpadł, a co znajduje praktyczne zastosowanie. Czasami zdarza się, że odkrycie pojawia się dopiero na ukoronowanie pracy naukowca, ponieważ wiele ścieżek prowadzących do rozwiązania okazuje się po drodze nietrafionymi. Jednak ja powtarzam - wynik negatywny też jest wynikiem pokazuje on, w którym kierunku nie należy iść.