Brněnští výzkumníci vymysleli kloubní náhrady na míru

Kloubní náhrady na míru, které minimalizují zásah do organismu pacienta, vymysleli výzkumníci z Vysokého učení technického v Brně (VUT). Svůj design a technologii přihlásili k patentování. Metodu chtějí dostat do klinické praxe. O využití vynálezu má zájem několik ortopedických a veterinárních klinik, oznámila Iveta Hovorková z Fakulty strojního inženýrství VUT.

Operace kloubů patří mezi nejčastější chirurgické výkony. Kost se musí upravit na míru zvolenému implantátu, pacient tak přichází o zdravé části tkáně. Oproti tomu se implantát vyvinutý na VUT podřizuje kloubu pacienta, kde nahrazuje jen chrupavku a nekrotickou kostní tkáň. Vzniká totiž na míru na základě modelu, který vychází z CT snímků.

Nový implantát je také výrazně lehčí než současné odlitky, výkovky nebo obrobky, a přitom je dostatečně pevný a odolný. Je vyráběn z kovového prášku metodou EBM, tedy tavením pomocí elektronového paprsku ve vakuu. Právě hledání vhodného materiálu a technologie zabralo vědeckému týmu roky práce.

"Vhodná se ukázala až aplikace 3D tisku z titanové slitiny ve vakuu pomocí elektronového paprsku," uvedla spoluautorka vynálezu Katrin Bučková. Rozhodla analýza úspěšných únavových zkoušek, kde vzorky vydržely i 13 milionů cyklů bez porušení. "Zkoušky potvrdily, že se jedná o mimořádně kvalitní materiál," doplnila Bučková.

Ke vpravení implantátu do těla pacienta není potřeba robotické ruky, jak vědci dříve zamýšleli. "Místo toho se vytvoří speciální šablona, pomocí které se implantát přesně napolohuje a zafixuje. Výztužné žebro dodává implantátu vysokou tuhost a odolnost proti poškození, třeba když odoperovaný člověk později upadne," popsal Miroslav Píška z Ústavu strojírenské technologie, který na vynálezu se svým týmem pracoval více než dvacet let.

Potřebné elasticity lze dosáhnout umístěním pružného členu - například ze silikonu - do sestavy protilehlého kusu. "Mechanické vlastnosti je možné dále upravit vzhledem k hmotnosti pacienta a předpokládané dynamice jeho chůze, což uleví mimo jiné i páteři," uvedl Píška. Jelikož je pružný díl 'schovaný' uvnitř protilehlého kusu, je implantát vhodný i pro pacienty alergické na silikon.