Dr inż. Maciej Królikowski z ZUT na drukarce 3D wydrukował respiratory. Niewielkie urządzenie mogące pracować za pomocą baterii, bezprzewodowe, przenośne i łatwe w użyciu. Pomysł wydrukowania takiego sprzętu powstał w czasie pandemii, kiedy wyraźnie można było odczuć brak respiratorów.

– Jak tylko skończyłem drukowanie opraw do przyłbic wpadłem na pomysł rozszerzenia projektu respiratora krakowskich inżynierów (Venti) o inny układ sterowania i napędu. Wpadłem też na pomysł sztucznej ręki ratownika do uciskania worka AmbuBag. Stąd nazwa – AmbuRespi – opowiada dr inż. Marcin Królikowski.

Pierwszy respirator pojawił się w kwietniu 2020 roku.

– Jesienią opracowałem pierwszy prototyp Ambu Respi. Do dalszych prac skierowano ten uciskający worek – AmbuRespi. Testowany był w Centrum Symulacji Medycznej na fantomie i finalnie w SPSK1 na 20 ochotnikach, po uzyskaniu pozytywnej opinii medycznej komisji bioetycznej – opowiada naukowiec.

AmbuRespi przeznaczony jest do pracy na baterii. Na pełnym obciążeniu działa ponad trzy godzin. Może być ładowany z dowolnego źródła przystosowaną ładowarką. AmbuRespi włącza się jednym przyciskiem. Jak zapewnia naukowiec jest dołączona instrukcja obsług. Ale wszystko jest tak proste, jak to tylko możliwe. AmbuRespi może obsługiwać osoba bez żadnej wiedzy ratowniczej czy medycznej. Musi tylko założyć maskę poszkodowanemu i włączyć urządzenie. Nie musi nawet nic nastawiać, aby osiągnąć ratujący życie proces wentylacji. Koszty wytworzenia respiratora z drukarki nie przekraczają 2 tysięcy złotych. To koszty elektroniki, baterii, druku, komponentów.

Kiedy mogłaby ruszyć produkcja na dużą skalę? Czy naukowiec otrzymał już jakieś propozycje od producentów zainteresowanych respiratorami z drukarki? – Nie otrzymałem jeszcze wiążącej oferty. Po pierwsze w grę wchodzi sprzedaż licencji, po wtóre opanowanie procesu produkcji i certyfikowanie do zastosowań medycznych partii wykonanej w docelowych warunkach produkcyjnych. Pracujemy jeszcze nad komplementarnym urządzeniem do Resuscytacji Krążeniowej i wtedy będziemy szukać inwestora na cały zestaw – wyjaśnia dr inż. Marcin Królikowski.

Implanty kości z 3D

Ale szczecińscy naukowcy z PUM i ZUT pracują jeszcze nad innymi możliwościami zastosowania drukarki 3D w medycynie. Chcą za jej pomocą drukować implanty kości. Wstępne badania nad tą metodą rozpoczęły się w 2020 roku.

– Wówczas zaczęłam sprawdzać, jak najlepiej można badać właściwości implantów wytwarzanych z polimerów. Wstępne wyniki, uzyskane mimo wielu trudności związanych z pandemią COVID 19 pomogły w doprecyzowaniu celów projektu i aparatury badawczej niezbędnej do jego realizacji – opowiada dr n. med. Małgorzata Tomasik z Zakładu Stomatologii Zintegrowanej PUM

Naukowcy otrzymali grant w wysokości 1,6 mln złotych za który kupiono nowoczesny sprzęt – dwa mikroskopy oraz drukarkę 3D Apium M220. Rektorzy obu uczelni podpisali umowę o użyczeniu jej na ZUT na 5 lat. Obecnie są dwie osoby koordynujące współpracę badawczą między uczelniami. To właśnie dr n. med. Małgorzata Tomasik oraz dr inż. Marcin Królikowski z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki ZUT.

– Liczba osób pracujących w naszym zespole zmienia się w zależności od konkretnych badań, które realizujemy. Współpracujemy np. z naukowcami zajmującymi się komórkami macierzystymi, mamy zaplanowane badania immunologiczne, mikrobiologiczne, badania wytrzymałościowe i inne zmierzające do lepszego poznania właściwości biologicznych PEEK. Jesteśmy na początku bardzo interesującej drogi prowadzącej od badań przedklinicznych do zastosowań praktycznych u pacjentów. Możemy obiecać, że będziemy się chętnie dzielić wynikami naszych badań – mówi dr Małgorzata Tomasik.

PEEK – polietereteroketon jest polimerem posiadającym doskonałe właściwości zbliżone do kości i może być bardzo dobrą alternatywą np. dla tytanu. Do tej pory implanty kości z 3D zastosował Skåne University Hospital w Szwecji. Jest pierwszym szpitalem w Europie, w którym został wyprodukowany i wszczepiony implant czaszki wydrukowany w 3D z PEEK - u.

– My w Szczecinie jesteśmy pierwszym w Polsce ośrodkiem, posiadającym certyfikowaną do celów medycznych drukarkę 3D Apium M220. Jest to urządzenie specjalnie zaprojektowane do produkcji implantów kostnych z  PEEK. Mamy więc szansę bycia liderami badań w zakresie wytwarzania spersonalizowanych implantów metodą druku 3D z PEEK. Implanty indywidualnie zaprojektowane dla pacjenta będą mogły być wykonane metodami przyrostowymi, które są innowacyjne w tym obszarze zastosowań – wyjaśnia dr Małgorzata Tomasik.

Dodaje, że na drukarce, którą posiada PUM i ZUT można wytwarzać m.in. implanty kości czaszki, np. szczęki, żuchwy, kości czołowej, jarzmowej.

– Można indywidualnie zaprojektować i wydrukować implant kostny wypełniający „na miarę” brakujący fragment kości czaszki. Zatem implanty z PEEK-u mogą mieć zastosowanie w ortopedii, chirurgii szczękowo-twarzowej (implanty czaszkowe) i stomatologicznej (elementy implantów stomatologicznych) – wyjaśnia dr Tomasik.

Kiedy pojawi się pierwszy szczeciński implant z 3D?

Na razie nie wiadomo.

– Już drukujemy próbki z materiału PEEK. Kiedy pojawi się pierwszy implant kości czaszki w Szczecinie? Nie mogę określić ram czasowych. Mogę obiecać, że postaramy się jak najlepiej sprostać indywidualnym zapotrzebowaniom pacjentów, jeśli się takie pojawią. Trzeba pamiętać, że w medycynie implant musi być odpowiednio zaprojektowany, wytworzony z materiału certyfikowanego. Trzeba spełnić wiele wymagań na każdym etapie pracy – stwierdziła dr Małgorzata Tomasik.