«Врятували 8-річну дитину від раку». Як аспірантка КПІ створила компанію по друку 3D-імплантів, що ростуть разом із кістками

Наукова освіта

Світлана навчається в аспірантурі КПІ ім. Ігоря Сікорського з 2020-го року. До цього закінчила бакалаврат та магістратуру цього ж ВНЗ. 

Ця подія вплинула на її вибір у створенні винаходу, який є обов’язковим для закінчення магістратури — ним став протез. Сьогоднішня дисертаційна робота дівчини пов’язана саме з імплантами. Фахівчиня досліджує, як пришвидшити процес їхнього виготовлення та зробити його якіснішим. 

Наша героїня навчається на кафедрі конструювання машин. Свої знання інтегрує до сфери ортопедії й травматології. Пояснює, що 3D-друк — це та технологія, яка використовується в машинобудуванні, змінюючи підходи до конструювання та виготовлення деталей. І саме 3D-друк сприяв появі індивідуальних імплантів у медицині. Створювати їх класичними методами механічної обробки дуже дорого і довго.

Команда 

Загалом у команді Osteonica 10 фахівців. У розробці імплантів обов’язково беруть участь лікарі. Не менш важливу роль відіграють інженери. Світлана розповіла, що в компанії працюють випускники КПІ ім. Ігоря Сікорського. Серед них є як біоінженери, так і механіки, як вона сама. 

Ще в команді працюють медичні консультанти, які допомагають в розробці виробу. Найважливішою людиною для сфери Світлана називає лікаря, який замовляє імплант — він надає дані (вид хірургічного втручання, які інструменти використовує тощо), на які орієнтується компанія.

Історія Богдана

Сам виріб створюють зі сертифікованого титанового сплаву. Коли починають проєктування, то як вхідні дані, мають комп’ютерну томографію пацієнта. Світлана наводить приклад роботи з 8-річним Богданом. На початку вересня цього року стало відомо, що онкохворого хлопчика з Івано-Франківщини прооперували у львівській дитячій лікарні св. Миколая. Йому пересадили кістку, надруковану на 3D-принтері. 

Світлана згадує, що з командою розробила три варіанти виробу. Грубо кажучи, найкращий, середній та найгірший. Річ у тім, що зовнішні обстеження не на 100% показують границі пухлини. Лише під час операції лікарі могли зрозуміти остаточну ситуацію. Тому якщо злоякісні клітини знаходили в місці резекції, кістку зрізали вище них. Відповідно потрібен був довший імплант. 

Хірургом, який замовив імплант, був Олександр Олександрович Калінчук. Складності додавало те, що це дитяча кістка, яка має  зони росту. Імплант проєктували так, щоб він забезпечував стабільність, витримував потрібні навантаження і надавав можливість подовження разом з природним ростом кінцівки без подальших хірургічних втручань. Таку технологію придумали разом із дитячим ортопедом-травматологом Степаном Михайловичем Марциняком. Хлопчика достатньо швидко виписали з лікарні після вдалої операції. Зараз він продовжує лікування. 

Операція

Схожий виріб як для Богдана в Osteonica виготовили у 2020-му році для 31-річної дівчини з онкологією. «Якщо ми говоримо про такі масивні дефекти, то інший варіант, це ампутація», — пояснює Світлана. Минуло три роки й дівчина ходить на власній нозі. Сама конструкція має спеціальні балки, через які   насичується кісткова пластика. Це дає можливість власній кістці прорости в імплант. 

Чи може бути відторгнення титанового імпланту? Співрозмовниця каже, що у світі існує близько 4% людей, які мають алергію на титан. В таких випадках конструкцію покривають спеціальним захисним шаром. Але найгірше ускладнення, яке може бути, це інфекція. 

В таких випадках імплантат забирають та лікують пацієнта за допомогою спейсерів — тимчасової конструкції, яка складається з суміші кісткового цементу з антибіотиками. Після лікування імплант (вже інший) встановлюють повторно.

Технологія

Як відбувається процес виготовлення конструкцій? Спочатку компанія друкує на звичайних 3D-принтерах імплант з пластику та везе до лікаря на консультацію. Він радить, як його покращити: що додати, забрати чи змінити. Так проходить кілька ітерацій та відбуваються прорахунки. Безпосередньо 3D-друк вже титанового імпланту займає до тижня. Титановий імплант друкує спеціальний принтер. Сьогодні в Україні такий є один, але його потужностей поки що вистачає, каже Світлана.

Після друку  відбуваються механічна обробка та робота з додатковими деталями —  виготовлення гвинтів, перевірка кріплень, стерилізація тощо. Крім цього виготовляють індивідуальні інструменти. Це спеціальні навігаційні шаблони, які надягаються лише в певне місце кістки та надають хірургу можливість зробити максимально точний зріз. Вони потрібні для економії часу в операційній та забезпечують точне встановлення конструкції. 

Osteonica займається випадками пацієнтів, кінцівки яких можна зберегти. Але це операції, до яких потрібна підготовка. Наприклад, коли пацієнт має великий дефект кістки. Сьогодні до компанії також звертаються військові, які отримали травми під час повномасштабної війни проти росії. Світлана згадує про кейси допомоги нашим воїнам, коли працювали з їхніми довгими трубчастими кістками та колінним суглобом. 

Останні місяці компанія в середньому виготовляє близько 10 індивідуальних імплантів на місяць. На сьогодні існує певна черга пацієнтів. Це пов’язано з навчанням нових людей: інженер має отримати практику в  операційній, щоб розуміти, які в реальності, на відміну від 3D, існують обмеження та як працює хірург.

Компанія

Osteonica існує з 2018-го року. До цього лікарі, які сьогодні входять до команди, під час закордонних подорожей бачили, що технологія з виготовлення індивідуальних імплантів набирає популярності у світі. Світлана як інженер вирішила, що має розвивати «нове слово» в ортопедії і в Україні. Каже, що на сьогодні зазвичай на них першими виходять лікарі. 

Ціна менша завдяки спрощеній логістиці (не потрібно вести з-за кордону імплант) та роботі наших інженерів на місці. Щоб розуміти порядок сум, імплант Богдана з інструментарієм коштував до $10 000. Операція була безплатною. Був варіант встановити хлопчику мегапротез — стандартну конструкцію, яка не зберігає ні кульшовий, ні колінний суглоб, її ціна стартує від $15 000, та слугує в середньому 5 років, після чого знову треба порушувати питання про ампутацію.

Індивідуальні імпланти поступово набувають популярності в Україні, тому в Osteonica з’являються конкуренти. Світлана каже, що її компанія не претендує на монополію на внутрішньому ринку. Але закликає конкурентів до якісної роботи, оскільки професійний брак може дискредитувати сферу та відвернути як лікарів, так і пацієнтів.

Сьогодні компанія існує за власний кошт та не має інвесторів. Підтримки з боку держави чи держгрантів Osteonica не отримувала. Нещодавно компанія стала першою в Україні сертифікованою лабораторією з проєктування індивідуальних імплантів. 

Студенти КПІ друкують 3D-імпланти, що ростуть разом із кістками. Ця унікальна конструкція вже врятувала дитину від раку

По темi

Студенти КПІ друкують 3D-імпланти, що ростуть разом із кістками. Ця унікальна конструкція вже врятувала дитину від раку

У Львові вперше провели операцію із вживлення імпланту, надрукованого на 3D-принтері

По темi

У Львові вперше провели операцію із вживлення імпланту, надрукованого на 3D-принтері

Українсько-американський стартап із 3D-друку кісток ADAM виходить на ринок Польщі. У планах — створення спільного з поляками підприємства

По темi

Українсько-американський стартап із 3D-друку кісток ADAM виходить на ринок Польщі. У планах — створення спільного з поляками підприємства

Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram

По темi

Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram