Jak biodrukowanie 3D może uratować życie milionom

Przyszłość transplantologii: Jak biodrukowanie 3D może uratować życie milionom

Avatar photo

Jednym z głównych problemów związanych z przeszczepami narządów jest brak wystarczającej ilości dawców. Sytuacja ta doprowadziła do rozwinięcia lukratywnych czarnych rynków, jak również inicjatyw rządowych oraz automatycznej rejestracji dawców (obywatele automatycznie są rejestrowani w programach dawstwa narządów, o ile nie wyrażą aktywnego sprzeciwu). Czas oczekiwania na organ może wahać się od kilku miesięcy do kilku lat – niestety przy obecnej skali deficytu organów zwykle są to lata.

Firma Elfa Distrelec przeanalizowała dane dotyczące przeszczepu narządów w głównych krajach Europy. Niedobór narządów do przeszczepów może zostać zredukowany dzięki postępowi technologicznemu w zakresie produkcji przyrostowej, czyli biodruku. Biodruk 3D to rozwiązanie, które pozwoliło na wiele rewolucyjnych procedur, jak np. przeszczep oka – 47-letni Brytyjczyk, który przez 20 lat czuł dyskomfort związany z brakiem protezy, otrzymał pierwsze wydrukowane w technologii 3D oko.

W sektorze opieki zdrowotnej istnieje wiele zastosowań technologii wytwarzania przyrostowego, co przyczynia się do szybkiego rozwoju tego rynku. Mowa tu o zastosowaniach w stomatologii, spersonalizowanych modelach anatomicznych, narzędziach dopasowanych do indywidualnej anatomii, protetyce oraz drukowanych mikrourządzeniach do monitorowania zdrowia. Aby zobrazować, w których krajach postęp tej technologii postępuje najsprawniej, analizie poddaliśmy firmy w Europie, które specjalizują się w biodruku i otrzymały dofinansowanie. Narządy wykonane w technologii biodruku oferują duże możliwości skrócenia czasu oczekiwania na narząd, jak również zmniejszenia prawdopodobieństwa odrzucenia przeszczepu po operacji.

Sytuacja w Europie

Przyglądając się takim regionom jak Europa Wschodnia, można zauważyć rażące dysproporcje: Węgry, Czechy, Bułgaria, Litwa i Słowacja znajdują się w pierwszej piątce, pod względem średniego odsetka osób, które nie otrzymały narządu do przeszczepu.

Odkąd Węgry przystąpiły do organizacji Eurotransplant w 2018 roku, liczba przeszczepów narządów w tym kraju wzrosła o 40%, przy czym znacznie wzrosła liczba przeszczepów nerek od żywych dawców, a także liczba narządów przeszczepionych od zmarłych dawców. Z kolei Bułgaria zmaga się z kryzysem spowodowanym przepisami ograniczającymi możliwość dawstwa organów przez żywych dawców, co zmusiło wielu pacjentów do szukania pomocy za granicą. Z naszych ustaleń wynika, że jedna z bułgarskich firm specjalizujących się w biodruku uzyskała dofinansowanie w wysokości 0,5 mln euro na prace nad przyszłością produkcji przyrostowej w służbie zdrowia oraz nad tym, w jaki sposób można ją wykorzystać do biodruku organów.

W pierwszej dziesiątce krajów dotkniętych tym problemem znajduje się także Irlandia. Dla średnio 10,5% pacjentów nie udaje się znaleźć dawcy narządów na czas, przy czym najwyższy odsetek dotyczy osób oczekujących na przeszczep płuc. Rząd tego kraju wprowadził niedawno projekt ustawy, która ma na celu poprawę systemu dawstwa i przeszczepiania narządów. Dotychczas decyzja w sprawie pobrania organów po śmierci należała do krewnych zmarłego; nowy system automatycznie dawałby zgodę na wykonanie procedury, jeśli zmarły nie wyraził sprzeciwu za życia. W kraju działa ponadto jedna firma zajmująca się biodrukiem, która otrzymała nieujawnioną kwotę dofinansowania na wsparcie postępu technologicznego.

Choć sytuacja jest poważna i ma ogromny wpływ na życie wielu pacjentów, warto zaznaczyć, że wiele krajów i firm wciąż pracuję nad dalszym rozwojem innowacji technologicznych, dzięki którym biodruk stanie się codzienną praktyką w ciągu najbliższej dekady. I tak na przykład w Wielkiej Brytanii działają obecnie dwie firmy specjalizujące się w tej dziedzinie, które otrzymały inwestycje o wartości ponad 200 mln funtów.  Z kolei we Francji działają łącznie trzy specjalistyczne firmy, których finansowanie wynosi 15 mln euro.

Z danych dotyczących list oczekujących wynika, że największy odsetek osób nie może na czas otrzymać przeszczepu płuc, a najmniejszy – przeszczepu nerki. To zaskakujące, biorąc pod uwagę, że na czarnym rynku najczęściej sprzedawanym organem jest nerka. WHO szacuje, że rocznie na czarnym rynku sprzedawanych jest 10 000 nerek, co oznacza więcej niż jedną na godzinę.

Jak biodruk wpłynie na zmniejszenie liczby zgonów na listach oczekujących?

Biodruk narządów polega na wykonaniu wzoru narządu na podstawie skanu uszkodzonego narządu. Następnie przy użyciu metody „warstwa po warstwie” za pomocą biotuszu, czyli połączenia żywych komórek i żeli biopolimerowych, tworzony jest model narządu. Ten sposób tworzenia narządów drastycznie skróci czas oczekiwania na nie, ponieważ możliwe będzie zbudowanie tkanki z komórek pochodzących z organizmu biorcy.

Do udanych prób wykorzystania tej technologii należy model nerki 3D wykonany przez Harvard. Przy dalszych badaniach i inwestycjach specjalistycznych firm rozwiązanie to ma szansę uratować miliony istnień. Niektóre firmy dysponują już technologią drukowania kości, chrząstek, skóry i tkanek wątroby, jednak daleko im jeszcze do wytwarzania narządów metodą biodruku jako masowego rozwiązania dla służby zdrowia. Źródła szacują, że sam proces biodruku może trwać około 4 do 6 tygodni. Chociaż czas oczekiwania na narząd jest różny, to często zakres ten wynosi w najlepszym przypadku kilka miesięcy, a w najgorszym kilka lat. Takie rozwiązanie nie tylko drastycznie skróciłoby listę oczekujących, ale zmniejszyłoby również ryzyko odrzucenia przeszczepu przez organizm ze względu na to, że organ składałby się z komórek biorcy.

Oczekiwanie na narządy jest bardzo wyczerpujące – pacjenci cierpiący na choroby płuc mają trudności z oddychaniem, a pacjenci oczekujący na przeszczep nerki zmuszeni są do częstych dializ. Po znalezieniu dawcy przeszczep musi zostać wykonany w krótkim czasie od pobrania narządu – na przykład serce może przetrwać poza organizmem zaledwie pięć do sześciu godzin, zanim jego stan się pogorszy. Oznacza to, że pacjenci po długim okresie oczekiwania, muszą szybko przygotować się do przeszczepu. Wtedy uwaga skupia się na podaniu leków zapobiegających jego odrzuceniu.

Ryzyko związane z oczekiwaniem na każdy z tych narządów różni się drastycznie w zależności od samego narządu i kraju, w którym zarejestrowany jest oczekujący. Poniższy wykres przedstawia wizualną reprezentację z podziałem na organy i kraje, a także średni odsetek osób w każdym kraju, które umierają w okresie oczekiwania na przeszczep.

Zastosowanie produkcji przyrostowej w służbie zdrowia stwarza obiecującą wizję przyszłej transplantologii. Badania i inwestycje podejmowane przez europejskie przedsiębiorstwa napędzają rozwój tej technologii. Musimy jednak uzbroić się w cierpliwość – zanim organy wytwarzane metodą biodruku będą mogły zastąpić prawdziwe organy, minie jeszcze trochę czasu. Technologia ta rozwija się coraz szybciej, jednak należy pamiętać, że narządy wytwarzane metodą biodruku nie są jeszcze ogólnie dostępne w sektorze opieki zdrowotnej. Zdaniem ekspertów nastąpi to najszybciej w ciągu najbliższej dekady i prawdopodobnie początkowo nie będzie to usługa ogólnodostępna, dopóki nie uda się jej zaoferować w sposób opłacalny.

———————————————————————————————–

Metodologia

Analizie poddaliśmy dane z serwisu Statista dotyczące danego kraju (z roku 2021/22), aby określić odsetek osób na liście oczekujących w podziale na poszczególne narządy oraz odsetek pacjentów, którzy zmarli w okresie oczekiwania. Następnie obliczyliśmy to jako procent.

Korzystając z Crunchbase, zebraliśmy również dane na temat firm w Europie, które skupiają się zwłaszcza na technologii biodruku, analizując liczbę firm i ich łączne inwestycje.

Total
0
Shares
Poprzedni post

Dlaczego zrównoważony rozwój staje się priorytetem w centrach danych?

Następny post

Automatyzacja i konserwacja predykcyjna z wykorzystaniem sterowników PLC