Revista >> Octombrie 2018 [Nr. 208] >> Cercetare & Invatamant superior

Produse ICPE-CA pentru aplicații medicale

Ing. Christu Tardei, ICPE-CA

25 Octombrie 2018

Stilul de viată sedentar, creșterea substanțială a timpului petrecut în faţa televizorului, scăderea aportului de substanțe energetice și minerale cu precădere calciu, fosfor, magneziu, toate acestea contribuie la deteriorarea osoasă și vulnerabilitatea faţă de fracturare. Fracturile sunt tot mai frecvente ca număr absolut şi ca procent din internările în spital. Progresele semnificative în domeniul științei și tehnologiei au contribuit major la dezvoltarea diferitelor domenii, inclusiv cel medical. Progresele în domeniul științelor medicale și ingineriei au creat posibilitatea de a folosi implanturi în corpul uman (tabel 1).

În prezent, nevoia socială crescândă pentru sănătate poate fi realizată prin furnizarea de servicii medicale individuale și personalizate. Cercetări intensive sunt realizate atât pentru înțelegerea fenomenului de „reparare/vindecare a osului”, cât și pentru elaborarea de tehnici pentru aplicații eficiente implicate în regenerarea osoasă.

Noua paradigmă pentru industria medicală înseamnă „operații chirurgicale în care implanturile vor fi în totalitate adaptate cerințelor particulare pentru fiecare pacient”. Aceasta „viziune” se va îndeplini odată cu dezvoltarea de noi biomateriale, cât și prin implementarea noilor tehnologii pentru proiectarea și elaborarea rapidă a acestor implanturi. În ingineria tisulară, materialele inteligente sunt considerate acele materiale care pot modifica în mod reversibil una sau mai multe dintre proprietățile lor funcționale sau structurale, în conformitate cu stimulul extern impus sau cu modificările în condițiile înconjurătoare.

Substituţiile de os sau părţi osoase sunt de multe secole practicate. Au fost cercetate şi dezvoltate materiale plastice, metalice şi ceramice. Materialele utilizate au proprietăţi diferite şi de aceea prezintă şi interacţii diferite cu ţesutul gazdă. Primele materiale sintetice au fost constituite din compuşi pe bază de fosfaţi de calciu. Acestea au fost investigate în principal datorită asemănării cu faza anorganică a osului biologic. Diferiţi compuşi ceramici pe bază de fosfaţi de calciu au intrat în practica clinică curentă la începutul anilor 1960. Dintre aceştia, cei mai cunoscuţi şi utilizaţi au fost fosfatul tricalcic (β-Ca3[PO4]2) şi hidroxiapatita (Ca10[PO4]6[OH]2), cât şi combinaţii ale celor doi compuşi.

Multitudinea de metode reflectă atât caracterul inadecvat al fiecărei tehnici, precum și nevoia stringentă de a reconstrui/remedia în mod adecvat defecte ale scheletului osos. În timp ce fiecare metodă poate realiza astfel de reconstrucții, fiecare dintre ele are şi limitări inerente, cum ar fi morbiditatea donatorului, o grefă obligatoriu cu fază resorbabilă, neregularităţi de contur, resurse autogene insuficiente, transmiterea de boli, respingeri ale țesutului gazdă. Cu toate acestea, nu există niciun material perfect care să îndeplinească toate criteriile. Prin urmare, este imperios necesar găsirea de opțiuni noi și îmbunătățite de tratament.

Pentru a rezolva aceste probleme, oamenii de știință, medici, ingineri, biologi colaborează la proiectarea de noi țesuturi pentru repararea defectelor osoase/craniene. Deoarece dezvoltarea sistemului osos este un proces complex și dinamic, un efort de echipă interdisciplinară este o cerință pentru realizarea de ţesuturi osoase performante şi funcţionale. Mai multe strategii au fost folosite, inclusiv terapii bazate pe celule, structuri 3D cu/fără celule, terapii genetice şi inginerii biomedicale inovative.
În întreaga lume piaţa biomaterialelor este estimată la 62 miliarde $ (pentru anul 2015), comparativ cu 48 miliarde $ pentru 2013, deci o creştere de ~ 14%. Pentru perioada 2016-2021 se estimează o creştere de ~ 16%/an, ajungând la o valoare medie în 2021 de 149 miliarde $ (figura 1).

În acest context, ICPE-CA și-a propus crearea unei baze materiale pentru dezvoltarea de produse bioceramice destinate aplicațiilor medicale precum chirurgia dentară, ortopedie şi, mai nou, neurochirurgie. În principal, sunt dezvoltate biomateriale ceramice pe bază de fosfaţi de calciu (β-TCP/ HAP), biocompatibile, bioactive şi/sau bioresorbabile, osteoconductoare, asemănătoare matricii osoase (compoziţional şi structural).

„Os sintetic” pentru stomatologie
Este un produs granular pe bază de fosfat tricalcic (denumit PG β-TCP) şi reprezintă un dispozitiv medical de regenerare osoasă, 100% sintetic, recomandat pentru umplerea defectului osos şi augmentarea osoasă, cauzate de traumă, infecție sau extirparea unei tumori. Este un produs certificat ca dispozitiv medical de OTDM-Certificare, cu marca ЄU 1868, în anul 2012.
Caracteristici: Compoziţie, fază unică β-Ca3(PO4)2, (β- TCP); dimensiuni granule: 500-100 μm; este un produs biocompatibil şi bioresorbabil, cu porozitate controlată şi osteoconductiv;
Avantaje: Este un produs 100% sintetic, fără risc de transmitere de boli; nu necesită o nouă intervenție chirurgicală pentru îndepărtarea produsului din zona afectată; produsul este radio-opac la razele X: permite vizualizarea atât în timpul intervenției, cât şi post operator;
Aplicaţii: Ortopedie, în cazul fracturilor care nu se sudează, chisturi osoase, defecte osoase rezultate ca urmare a rezecţiei unor tumori, defecte congenitale; Stomatologie, postextracţional, umplerea defectelor de tip chist, înălţarea crestei alveolare şi respectiv în tratamentul bolilor paradontale şi Inginerie tisulară, suport pentru creștere și transfer de celule osoase, suport pentru substanțe active cu eliberare controlată (fig.2).