Pełna nazwa: Sposób wytwarzania rurek polimerowych, zwłaszcza do zastosowań medycznych oraz urządzenie do wytwarzania tych rurek

Zespół
Dr inż. Michał Tylman
dr inż. Katarzyna Nawrotek
dr inż. Jacek Balcerzak
dr inż. Kamil Kamiński

Istota wynalazku

Regeneracja uszkodzonych nerwów jest bardzo złożonym zjawiskiem biologicznym, co sprawia, że ich naprawa i rekonstrukcja pozostaje jednym z najtrudniejszych problemów medycyny. Ostatnie badania wykazują, że nerwy obwodowe posiadają zdolności wewnętrzne do samoregeneracji. Niestety są one hamowane przez niesprzyjające środowisko w miejscu uszkodzenia. Trudnościom tym starają się przeciwstawiać nowoczesne sposoby rekonstrukcji nerwów obwodowych. Metody te bazują na wykorzystaniu implantów służących, jako osłony dla regenerującej się wiązki komórek nerwowych. Podczas operacji chirurgicznej na rozerwane końcówki wiązek komórek nerwowych są zakładane implanty w kształcie rurek. Ich podstawową funkcją jest stworzenie mechanicznej osłony regenerującej się wiązki, a także odpowiednie nakierowywanie odrastających aksonów. Ponadto, w strukturze ścianek takiego implantu mogą zostać umieszczone zarówno substancje wspomagające regeneracje uszkodzonych komórek (czynniki neurotroficzne), jak i substancje pozwalające na zaadaptowanie się ich do naturalnego środowiska tkanki (zwiększające adhezję komórek).

Zgłoszony przez nas wynalazek dotyczy implantów przeznaczonych do wspomagania regeneracji nerwów obwodowych oraz metody ich wytwarzania. Wymyślona przez nas metoda produkcji struktur mających służyć regeneracji przerwanej wiązki nerwowej bazuje na wykorzystaniu substancji naturalnych, które budują organizmy żywe. Tak ukierunkowane badania pozwalają na stworzenie produktu, którego skład nie jest obcy dla żywego organizmu, a tym samym zmniejsza ryzyko wystąpienia ostrych reakcji zapalnych oraz immunologicznych. Ponadto, w strukturę układu włączyliśmy tzw. cząsteczki sygnałowe (ang. cue molecules), które odpowiadają za wskazywanie „drogi" odrastającemu aksonowi uszkodzonej komórki nerwowej. Badania te są zgodne z najnowszymi wynikami prac prowadzonych nad regeneracją układu nerwowego.

Opracowana przez nas nowa metoda produkcji pozwali na wytwarzanie implantów o kontrolowanej średnicy i długości. Możliwość wytwarzania struktur o różnej średnicy jest bardzo ważna, ponieważ średnica nerwów obwodowych w naszym organizmie jest różna i przyjmuje wartości od 1 do 12 mm. Także długość implantu ma znaczenie, ponieważ każdy przypadek uszkodzenia wiązki nerwowej jest inny i zależy od rozmiarów rany. Kontrolowanie średnicy i długości osłonki pozwala na wyprodukowanie takiego implantu, który będzie dostosowany do potrzeb indywidualnego pacjenta.

Korzyści

Opracowany nowy materiał, jak i metoda jego otrzymywania może przyczynić się do postępów w regeneracji zniszczonej tkanki nerwowej, czyli szybkiego i jak najpełniejszego powrotu utraconych funkcji. Dotychczas stosowane rozwiązania pozwalały na niepełną regeneracje uszkodzonej tkanki nerwowej, co miało swój wyraz w zaburzeniach czucia, ubytkach funkcji ruchowych, nietolerancji zimna i bólu. Czynniki te, biorąc na przykład uszkodzenie wiązki nerwowej unerwiającej rękę, prowadziły do jej upośledzenia, co w następstwie powodowało pogorszenie jakości życia, problemy w pracy, w życiu osobistym i społecznym pacjenta. Opracowany w ramach projektu materiał jest wzbogacony o biomolekuły, które poprzez stymulowanie komórek nerwowych do regeneracji, zwiększą skuteczność terapii i pozwala na odzyskanie utraconych funkcji nerwowych. Ponadto szybsza regeneracja tkanki nerwowej zmniejszy koszty leczenia poprzez ograniczenie czasu hospitalizacji pacjenta. Warto zaznaczyć, że metoda wymaga bardzo niskich nakładów finansowych (ok. 20 gr za sztukę).

Potencjał komercjalizacji

Odbiorcą przedmiotu wynalazku będą szpitale i lekarze zajmujące się pacjentami, u których stwierdzono przerwanie ciągłości obwodowej tkanki nerwowej. Podstawowymi przyczynami takich uszkodzeń są traumatyczne wypadki, resekcja guza, skutki uboczne operacji chirurgicznych lub przewlekły ucisk na nerwy. Obecnie urazy nerwów obwodowych są ważną częścią codziennej praktyki medycznej. Szacuje się, że co roku ponad 600 000 pacjentów w Stanach Zjednoczonych i Europie zostaje poddanych operacjom mającym na celu przywrócenie ciągłości obwodowej tkanki nerwowej.

Katarzyna Nawrotek otrzymała złoty medal w kategorii „Najlepsza Kobieta Wynalazczyni" od Światowej Organizacji Własności Intelektualnej za wynalazek, który jest przedmiotem zgłoszenia (Genewa, 2014). Zapotrzebowanie na implanty do regeneracji układu nerwowego może być poparte realizowanym projektem w ramach 7 Programu Ramowego Unii Europejskiej - NEURIMP (1 stycznia 2014 do 31 grudnia 2017). Kwota dofinansowania wynosi 3,5 min euro.