Článek
Proč jste se do vývoje speciálních senzorů pustili?
Infekce kloubní náhrady je opravdu velký problém. Nedá se vyléčit pouhým podáním antibiotik. Dokonce je potřeba vyměnit jinak fungující endoprotézu za novou. To je pro pacienta velmi nepříjemné, stráví mnoho týdnů v nemocnici a na komplikace může dokonce i zemřít.
Zvyšuje potřebu výměn i to, že přibývá starších lidí s obezitou, cukrovkou a dalšími nemocemi?
Je to závažný problém. V současnosti máme snahu pomoci i pacientům, které bychom dříve kvůli komorbiditám (přidruženým nemocem, pozn. red.) či věku neoperovali. Vliv mají i nové metody onkologické a revmatologické léčby, které jsou velmi účinné, ale ovlivňují imunitní odpověď pacienta. S tím ale umíme pracovat, je-li to možné.
Jednodušší situaci vidím do budoucna u obézních pacientů. U těch je vedle složité a delší operace a rehabilitace také čtyřikrát vyšší riziko infekce. Díky novým a jednodušším metodám hubnutí by se nejen snížila rizikovost a náročnost operace, ale bylo by také možné operaci odložit, protože by se snížila zátěž přetížených nosných kloubů. V tom vidím velkou šanci. I když bude potřeba vést diskuzi o úhradě této terapie ze zdravotního pojištění.
Jak daleko jste s vývojem endoprotéz s chytrými senzory?
Musím nejprve upřesnit, že zatím mluvíme o testech samotných senzorů, nikoli celé endoprotézy. Připraveny jsou samozřejmě už i systémy přenosu a zpracování dat ze senzoru v kloubní náhradě, ale než budeme moci implantovat samotnou „chytrou endoprotézu“, ještě to nějakou dobu potrvá. Zatím se jedná o preklinické testy.
Na vývoji senzoru, který bychom dali do nebo ke kloubní náhradě a který by zjistil rozvíjející se infekci, jsme začali spolu s kolegy z Českého vysokého učení technického, Akademie věd a Vysoké školy chemicko-technologické pracovat před lety. Nic takového totiž neexistovalo.
Jako ideální se ukázalo měření změny pH - tedy kyselosti tkáně - v okolí endoprotézy. Překvapivé pro nás bylo již samotné zjištění, že měření tak běžné veličiny jako je pH, je pro infekci kloubní náhrady velmi levným a specifickým testem s vysokou citlivostí. Za konstrukci pH senzoru jsme obdrželi loni i Cenu ministra zdravotnictví za zdravotnický výzkum a vývoj. Pro přesnost měření je ale lepší měřit více veličin.
Na to se teď zaměřujete?
Nyní pracujeme na tzv. implantabilních multimarkerových senzorech, které měří nejen pH, ale pro přesnější výsledky jsou doplněny dalšími čidly pro detekci reaktivních forem kyslíku a senzory pro stanovení Ca²⁺ (ionizovaného vápníku, pozn. red.), železa a defensinů (důležité látky při ochraně organismu před viry, bakteriemi ad., pozn. red.). Toto vícefaktorové měření výrazně zpřesní možnost potvrzení infekce. Falešně pozitivní výsledek je něco, čeho se musíme vyvarovat.
ProŽeny.cz
Čím jsou tyto senzory jedinečné?
Tím, že infekci kloubní náhrady odhalíme v reálném čase. Tedy dříve, než si to uvědomí samotný pacient a před rozvojem příznaků jako je bolest, zarudnutí či teplota. O infekci se dozvíme před tím, než se bakterie usídlí na kloubní náhradě v tzv. biofilmu, což trvá řadu dnů. Tento biofilm poté nelze z těla odstranit jinak než vyndáním celé endoprotézy.
Senzor tak bude v případě, kdy rozpozná problém, informovat pacienta s tím, aby kontaktoval svého lékaře. Ten pak může zvolit léčbu, která nevyžaduje odstranění kloubní náhrady.
Umí senzory odhalit i bakterie, které zánět způsobují?
Teoreticky je to možné. Byl by to velký zlom v možnostech diagnostiky, ale výzkum nanosenzorů, které by to dokázaly, je zcela na začátku. Není to jednoduché, protože je přes 20 tisíc základních druhů bakterií a připočteme-li jejich varianty, jde o miliony genetických variant bakterií.
Infekce kloubních náhrad jsou ale z více než 70 procent způsobeny stafylokoky a streptokoky. Věřím v pomoc nových postupů ve vědě, jako je například umělá inteligence, jež nám pomohou s vyhodnocením dat a individuální úpravou senzorů, takže to není zase tak nereálné, jak se na první pohled zdá.
