Témata
Reklama

Made in Česko - Aby mohli skutečně žít

O tom, že my Češi máme obrovskou invenci, nás mohou přesvědčit významné originální české produkty. V tomto případě z oblasti, která kombinuje medicínu a moderní technologie. V tomto díle našeho seriálu vám představíme revoluční miniinvazní rostoucí endoprotézu stehenní kosti, která může zajistit kvalitní budoucí život dětským pacientům s kostním tumorem.

Tento článek je součástí seriálu:
Made in Česko
Díly

Kostní nádory postihují zejména dětské pacienty, kteří ještě nemají ukončený růst. Použití standardní – nerostoucí – kloubní náhrady je v těchto případech nevhodné. U pacientů vzniká mnoho pooperačních komplikací, ale zásadním problémem je, že takto vyléčená končetina dále neroste a pacienti se v důsledku operace stávají invalidními. Řešením je pro ně taková endoprotéza, která svojí konstrukcí zajistí růst neboli prodlužování měkkých tkání, cév, vazů a nervů. Laicky řečeno: znamená to, že díky rostoucí endoprotéze budou mít pacienti v dospělosti obě končetiny funkční a stejně dlouhé.

Projekt rostoucí endoprotézy stehenní kosti vznikl na základě poptávky lékařů, kteří neměli v naší zemi dostupné a vhodné řešení pro zvyšující se počet přeživších onkologicky a traumatologicky nemocných dětských pacientů, především s onemocněním skeletu v oblasti kolenního kloubu. Tyto situace řešili resekcí neboli odstraněním velkých částí poškozených kostí, místo nichž implantovali umělý kloub nebo hřeb skrz celé koleno v kombinaci s kostními štěpy. Případně byla řešením amputace končetiny. Ve všech těchto případech vznikalo mnoho problémů – dětská těla nedokázala přijmout kostní štěp, hrozila infekce… Ale hlavně takto „vyléčená“ končetina dále nerostla z důvodu odstranění růstových spár a pacienti se v důsledku stávali invalidními.

Reklama
Reklama
Distrakce – prodlužování implantátu

Na počátku byla studie

Nápad na realizaci rostoucí endoprotézy vzešel z české společnosti Beznoska. Díky iniciativě jejího vedení a pracovníků byl řešen vývojový úkol revoluční miniinvazní rostoucí endoprotézy stehenní kosti. Sama myšlenka na její vývoj vznikla po ukončení studie „Výsledky přežívání pacientů s osteosarkomem“ lékařů Janíčka, Pazourka a Černého, která hodnotila dlouhodobé výsledky léčby zhoubných kostních nádorů dvou skupin pacientů léčených v 80. letech minulého století a na přechodu milénia. Práce byla ohodnocena jako nejlepší publikace časopisu Ortopedie v roce 2012.

„Práce mimo jiné prokázala, že v současné době např. u osteosarkomu – zhoubného kostního nádoru – pět a více let přežívá 65 % dětských pacientů, kdežto v 80. letech jich naopak do pěti let 70 % umíralo, a to přesto, že docházelo k radikálním operacím – amputacím,“ říká doc. MUDr. Pavel Janíček, CSc., lékař a v době realizace přednosta kliniky I. ortopedické kliniky Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně, který se stal odborným konzultantem a garantem projektu.

Rentgenový snímek prodloužení implantátu

Vývoj probíhal ve firmě Beznoska ve spolupráci poměrně rozsáhlého týmu. Vedoucím úkolu byl vedoucí vývojové konstrukce Ing. Jaroslav Fencl a hlavním projektantem Bc. David Sitte. Literární rešerši vypracoval Ing. Tomáš Křivan a analýzy rizik Ing. Jana Čoupková. Prototypy byly vyráběny ve vývojové dílně pod vedením Stanislava Škrlanta.

Na projektu rostoucí endoprotézy samozřejmě také aktivně spolupracovali lékaři – doc. MUDr. Pavel Janíček, CSc., doc. MUDr. Zbyněk Rozkydal, Ph.D., a přednosta kliniky MUDr. Tomáš Tomáš, Ph.D., z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a také tým specialistů z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity.

Zkouška distrakčního mechanismu, Bc. David Sitte

Endoprotéza na míru

Rostoucí endoprotéza se vždy navrhuje ve spolupráci s lékaři na zakázku dle tělesných dispozic dítěte před odstraněním nádoru nebo jako výměna za dříve implantovanou nerostoucí náhradu. Nejprve se dle rentgenových snímků a CT vyšetření navrhne 3D model a po jeho odsouhlasení lékařem se dohodne cena a zpracuje výrobní dokumentace. Použité materiály pro výrobu jsou korozivzdorná ocel, titanové a kobaltové slitiny, modifikovaný polymer a plazmou nanášené speciální povrchy pro lepší přirůstání tkáně kosti k implantátu. Výroba trvá přibližně dva měsíce.

„Implantát je tvořen pevným tělem, jehož délka se určuje podle tělesných dispozic pacienta,“ vysvětluje konstrukci David Sitte. „Obsahuje distrakční mechanismus tvořený globoidním šnekovým soukolím a pohybovým trapézovým závitem. Do tohoto těla se vkládá modulární systém výsuvných členů. Kolenní kloub je závěsného typu s rotací a měkkým došlapem artikulačních ploch. Velikostní řada kolenních komponent byla vyvinuta speciálně pro dětské pacienty na základě anatomických studií rozsáhlého souboru dětských pacientů. Femorální a tibiální dříky jsou ryze individuální záležitost každého pacienta. Femorální dřík je kotven kostním cementem v dřeňovém kanálu stehenní kosti. Tibiální dřík je zasunut do dřeňového kanálu lýtkové kosti bez kotvení, tím je umožněn přirozený růst zdravé lýtkové kosti. Součástí implantátu je potřebné instrumentárium umožňující snadnou a bezpečnou implantaci a následné miniinvazní distrakce.“

„Distrakce neboli prodlužování náhrady se provádějí dle předoperačního plánování, predikce růstu a zdravotního stavu pacienta,“ doplňuje jeho slova docent Janíček. „Zhruba jednou za půl roku o pět až sedm milimetrů za pomoci speciálního distraktoru neboli šroubováku se stupnicí. Pacient je uveden do celkové anestezie a za pomoci RTG zesilovače zavede operatér Kirschnerův drát do kanalizovaného šneka v implantátu. Po drátu provede miniinvazní řez v délce 15 milimetrů a zavede distraktor. Pět otáček distraktoru znamená 1 milimetr vysunutí.“

Rostoucí endoprotéza stehenní kosti podle jeho slov umožňuje v intervalech, které jsou dány aktuálním stavem růstu dítěte, prodlužování stehenní kosti a růst cév a nervů ve stejné délce jako na druhé nepostižené končetině.

S prototypy implantátů (zleva) Bc. David Sitte, hlavní projektant, Ing. Milan Sekerka zástupce vedení spol. Beznoska

Projekt Rostoucí tumorózní endoprotéza stehenní kosti se v předloňském loňském roce stal absolutním vítězem soutěže Ceny TA ČR a získal též ocenění „Český nápad“. Je také nositelem ocenění Vizionář 2017 od sdružení Czechinno.

Již dva roky chodí

Vývoj rostoucí endoprotézy probíhal za podpory dotací od Technické agentury České republiky (TA ČR) od ledna 2013 do prosince 2015. Dnes je tato převratná pomůcka ve fázi prodeje jako individuální onkologická endoprotéza. Od ukončení vývoje byla úspěšně implantována dvěma dětským pacientům.

Je určená především pro dětské pacienty od přibližně sedmi let věku s tumorovým nebo traumatologickým nálezem v oblasti kolenního kloubu. Mohou ji však případně užít i dospělí pacienti se zkratem končetiny.

Půl roku po ukončení projektu implantoval tým z brněnské fakultní nemocnice rostoucí endoprotézu dvěma dětským pacientům. Obě implantace byly velice úspěšné, pacienti užívají endoprotézy již téměř tři roky a jsou jim prováděna pravidelná prodlužování. Vzhledem k přísné ochraně osobních údajů nemůžeme publikovat bližší informace. Nyní zpracováváme poptávky dalších pacientů ze zahraničí,“ rekapituluje David Sitte.

Instrumentárium pro implantaci a prodlužování

Rostoucí endoprotéza je koncipována jako modulární systém pokrývající celou velikostní škálu kloubních komponent. V dnešní době je již běžně dostupná jako individuální onkologická náhrada. Její cena je vždy kalkulována individuálně dle konstrukčního řešení daného pacienta a v České republice je schvalována revizním lékařem a plně hrazena pojišťovnou. Pohybuje se v řádu jednotek statisíců.

U pacientů probíhají pravidelně šetrné miniinvazní prodlužování a pečlivé pooperační sledování. Její výrobce, společnost Beznoska, i nadále spolupracuje s lékaři z Fakultní nemocnice v Brně. Implantát je chráněn užitným vzorem.

Kostní tumor je zhoubný nádor, který postihuje nejčastěji dlouhé kosti dolních končetin v blízkosti kolenního kloubu. Je velmi agresivní, často metastázuje do dalších kostí, plic nebo mozku. Nejčastěji se vyskytuje u dětí a mladistvých mezi 10. a 20. rokem.

Léčba začíná nasazením chemoterapie. Pokud chemoterapie není dostatečně účinná, je dalším krokem chirurgické odstranění nádoru, což ve většině případů znamená resekci poškozené části kosti nebo amputaci. Kostní nádory představují asi 1 % ze všech nádorových onemocnění. Proto se jejich léčba soustředí do center, která jsou schopna na základě multidisciplinární spolupráce zajistit nesrovnatelně lepší výsledky.

Hana Janišová

hana.janisova@mmspektrum.com

Reklama
Související články
Chceme se přiblížit průmyslové sféře, říká rektor Tomáš Zima

Před rokem založila nejstarší česká univerzita společnost Charles University Innovations Prague, s. r. o. Šlo o první počin, který se uskutečnil na české univerzitní půdě. O zkušenostech a prvním úspěchu z univerzitního podnikání jsme si povídali s rektorem Univerzity Karlovy profesorem Tomášem Zimou.

Na co aspiruje umělá inteligence?

Profesor Michal Pěchouček patří ke světové špičce ve výzkumu umělé inteligence. Je nejen vynikajícím vědcem, ale byl i úspěšným podnikatelem. Ale jak sám říká, „je ČVÚT srdcařem“. Proto se naplno rozhodl věnovat výzkumu a vývoji umělé inteligence a propojovat tento zajímavý a perspektivní obor s byznysem.

Strojírenské fórum 2018: Zaměřeno na nové technologie a materiály

Příběh pátého ročníku Strojírenského fóra se začal psát 10. května 2018 na půdě Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně konferencí na téma moderní výrobní technologie a materiály s důrazem na aditivní výrobu z velké části kovových materiálů a na inovativní aplikace kompozitních materiálů. Na sto účastníků z řad výrobní a akademické sféry vyslechlo na 13 přednášek a následně v pozdních odpoledních hodinách se větší část z nich odebrala na exkurzi po šesti VaV pracovišťích zaměřených na nové technologie. Plný den poznání a nových setkání. Pojďme se k němu vrátit fotoreportáží.

Související články
Letem technickým světem VI

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat jen svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměřeni a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výroba sluchových pomůcek

Od měděných sluchových trychtýřů po kochleární implantáty - sluchové pomůcky urazily velmi dlouhou vývojovou cestu. Španělský výrobce GAES se věnuje inovacím již déle než 60 let a neustále se snaží využívat všechny dostupné technologie, aby jím vyráběné sluchové pomůcky byly menší, méně obtěžující a účinnější. Poslední investice firmy směřovala do CNC obráběcího centra Haas VF-2SS.

Platforma pro kolaborativní návrh i výrobu

Každoroční uživatelské setkání společnosti Dessault Systèmes dostalo nové jméno 3DExperience World. Jde o pokračování pravidelné konference Solidworks World pro uživatele softwarových nástrojů Solidworks. Nové jméno odráží nový ekosystém tvořený celou řadou inovativních řešení od společnosti Dassault Systèmes. Akce 3DExperience World 2020 se konala začátkem února v americkém Nashvillu ve státě Tennessee a účastnilo se jí na 6 000 konstruktérů, inženýrů a prodejců z celého světa.

Nahrajeme si vědomí do počítače?

Profesor kybernetiky Michael Šebek nevylučuje svoji přítomnost v jiném, uměle vytvořeném prostoru. Průmysl 4.0 chápe jako zásadní a přelomovou změnu a současné školství nás na budoucnost nepřipraví. Firmám radí „nechte své zaměstnance tvořit nesmysly“‎.

Od matematických modelů k domácí elektrárně

Technici znají organický Rankinův cyklus (ORC) již od 19. století, ale až donedávna se nedařilo pro něj nalézt praktické využití. V posledních letech se na využití principu ORC zaměřili v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT (UCEEB). Výzkum tepelných cyklů s nízkým výkonem se jevil jako perspektivní v oblasti mikrokogenerace a využití odpadního tepla. Zvýšený zájem o ORC souvisel především s vývojem „domácí“‎ mikroelektrárny WAVE, která nyní již úspěšně „běží“‎ ve zkušebním provozu.

Made in Česko – Vítěz nad infekcí i trápením

„Chytré hlavičky, zlaté ručičky, to jsou čeští inženýři...“ Tak zní slova z opery jednoho našeho nejmenovaného národního velikána. O tom, že my, Češi, máme neuvěřitelnou invenci, nás mohou přesvědčit významné originální české patenty. V tomto případě z oblasti medicíny, kde jedním z nich je unikátní urinární katetr, který vyvinul se svým týmem MUDr. Miroslav Svoboda ze společnosti Riocath Global v úzké spolupráci s Ing. Vítem Pokorným z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Podpora výzkumu a vývoje v podnicích: Kapitálové investice

V první části našeho třídílného seriálu jsme se věnovali různým možnostem podpory operativních výdajů na výzkum a vývoj, ve druhé části jsme se pak detailně zaměřili na daňový odpočet způsobilých výdajů. V tomto, třetím a závěrečném díle bychom se rádi podrobněji věnovali možnosti podpory investičních výdajů vynaložených v souvislosti s prováděním nebo využíváním výsledků výzkumu a vývoje. Blíže si povíme o možnostech využití investičních pobídek a vybraných programů Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost (OPPIK).

Podpora výzkumu a vývoje v podnicích, Daňové odpočty

V prvním díle našeho miniseriálu o podpoře výzkumu a vývoje v České republice jsme se věnovali porovnání základních druhů podpory výzkumu a vývoje v České republice s uvedením jejich základních specifik a odlišností. V tomto díle bychom se rádi detailněji zaměřili na možnost podpory výzkumu a vývoje prostřednictvím daňového odpočtu na výzkum a vývoj.

Nastal čas změnit přístup, nastal čas změn, 1. Firemní přístup k zákazníkovi

Žijeme v turbulentní době. To co bude zítra, už pravděpodobně bude vypadat jinak, než to, co bylo včera. Je to dáno různými aspekty, které však znamenají, že výrobní podniky nemohou mít vzorce chování odvozené na základě svých zkušeností z minulosti. Pokud chtějí firmy přežít, musejí se pokusit předvídat přání zákazníků, musejí být proaktivní a zejména musejí mít zaměstnance schopné inovovat a přebírat zodpovědnost za své činy a chování. V tomto seriálu budeme popisovat naše úvahy tímto směrem.

Inženýrská akademie ČR nabízí spolupráci, sekce strojírenství

Obecným posláním Inženýrské akademie ČR je odborně podporovat rozvoj technických věd a technického školství a zejména využívání nových poznatků vědy a výzkumu a teoretických znalostí průmyslovou sférou. Cílem je přispívat k růstu ekonomického potenciálu a konkurenceschopnosti české ekonomiky. Specializované odborné sekce IA ČR, sdružující přední specialisty daného oboru, poskytují expertní a poradenské služby a vyjadřují se k závažným technickým řešením a rozhodnutím vycházejícím z univerzitní oblasti, průmyslu, vládních i nevládních institucí. Na stránkách MM Průmyslového spektra budeme čtenářům v průběhu roku 2016 jednotlivé odborné sekce postupně představovat.

Inženýrská akademie ČR nabízí spolupráci, Sekce Materiálové inženýrství a technologie

Obecným posláním Inženýrské akademie ČR je odborně podporovat rozvoj technických věd a technického školství a zejména využívání nových poznatků vědy a výzkumu a teoretických znalostí průmyslovou sférou. Cílem je přispívat k růstu ekonomického potenciálu a konkurenceschopnosti české ekonomiky. Specializované odborné sekce IA ČR, sdružující přední specialisty daného oboru, poskytují expertní a poradenské služby a vyjadřují se k závažným technickým řešením a rozhodnutím vycházejícím z univerzitní oblasti, průmyslu, vládních i nevládních institucí. Na stránkách MM Průmyslového spektra budeme čtenářům v průběhu roku 2016 jednotlivé odborné sekce postupně představovat.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit