Pre zlepšovanie vášho zážitku na našich stránkach používame cookies. OK

Implantát pre nenarodené dieťa, sánka pre dievča, ktorá s ňou rastie. Tím profesora Živčáka robí svetové veci

10.07.2018 (27/2018) „Ak by niekto pred 20 rokmi povedal, že raz bude súčasťou lekárskeho tímu inžinier, znelo by to ako hotové sci-fi. Dnes je však prítomnosť technika pri operáciách objektívnou nutnosťou,“ hovorí profesor Jozef Živčák (60), ktorý so svojím tímom vyrába unikátne implantáty skeletu ľudského tela.
Implantát pre nenarodené dieťa, sánka pre dievča, ktorá s ňou rastie. Tím profesora Živčáka robí svetové veci
7 fotografií v galérii
Profesorov najbližší spolupracovník je docent Radovan Hudák, ktorý je zároveň jeho...
Autor fotografie: Archív J. Ž.

O svojej práci rozprával s obrovským oduševnením len prednedávnom v istom rádiu.

V nemom úžase som počúvala o tom, ako pacientovi v spolupráci so svojím tímom vytvoril implantát vo veľkosti 86 percent tváre a následne ho s lekármi z Lekárskej fakulty Univerzity Pavla Jozefa Šafárika, Kliniky stomatológie a maxilofaciálnej chirurgie a Neurochirurgickej kliniky Univerzitnej nemocnice Louisa Pasteura v Košiciach aj úspešne aplikoval.

Bolo mi jasné, že tohto človeka chcem určite spoznať osobne. Profesor Jozef Živčák je spoluzakladateľom biomedicínskeho inžinierstva na Slovensku, no výsledky jeho dlhoročnej práce siahajú ďaleko za hranice nášho štátu.

V rámci vašej vedeckej práce a jej aplikovateľnosti v praxi máte so svojím tímom na konte niekoľko prvenstiev. Jedno je však celkom čerstvé.

Na konte máme 8 prvenstiev. To najčerstvejšie je implantát rázštepu podnebia ešte nenarodeného dieťatka, ktorý sme mu vytvorili, kým bolo v maternici. To, že je tam rázštep, sa zistilo prostredníctvom 4D ultrazvuku.

Medzi 8. a 9. mesiacom tehotenstva, keď bol už reliéf klenby v ústach bábätka ustálený, sme urobili diagnostiku maxilofaciálnej časti, zoskenovali hlavičku, vytlačili prostredníctvom laserového sintrovania, to je technológia, ktorá je presná na chlp.

Zaujímavosťou je, že som „model“ hlavičky dieťatka a zároveň tú poškodenú časť držal v rukách už dva týždne pred jeho narodením. Keď sa malý Simonko narodil, tak sme už mali implantát pre neho pripravený. Samozrejme, bolo niekoľko štádií jeho vývoja. Bol prvý, druhý, tretí „nástrel“, kde sme si to všetko modelovo vyskúšali a po vhodnom čase jeho narodenia mu bol vložený implantát do pusy.

Laserové sintrovanie je ľudovo povedané 3D tlačiareň?

Nemám rád označenie 3D tlačiareň, volá sa to laserové sintrovanie, no viem, že ak tento termín použijem v bežnej komunikácii, ľudia mu nerozumejú. Aj vo svojich prezentáciách často uvádzam štatistiky z googlu a ten tvrdí, že až 40 percent informácií označených ako 3D chápu ľudia viac ako označenie laserové sintrovanie. V podstate som už zmierený aj s takým označením.

Z čoho ste ten implantát vyrobili?

Materiál bol dovezený z Nemecka. Hľadali sme ho tri týždne, pretože sme potrebovali, aby bol pružný, aby sa v ústach dieťatka prispôsobil. Nakoniec sme našli silikón, ktorý spĺňal všetky kritériá.

V rámci skeletu ľudského tela dokáže jeho tím vytvoriť všetko. 7 fotografií v galérii V rámci skeletu ľudského tela dokáže jeho tím vytvoriť všetko. Zdroj: Archív J. Ž.

Ako sa taký materiál spracováva?

Materiál dovezú v tekutom stave, my ho upravíme pre konkrétnu potrebu a potom sa priamo v spomínanej „tlačiarni“ spracuje. Softvérom vytvoríme formu a na základe digitálneho modelu sa implantát urobí.

Vy ste vyštudovaný inžinier, no bývate súčasťou operačných zákrokov. Máte aj medicínske vzdelanie?

Som vyštudovaný inžinier a profesor z biomedicínskeho inžinierstva. Biomedicínske inžinierstvo som v tejto republike založil. Bolo to ešte za čias Československa a stal som sa prvým profesorom v tomto odbore. No treba mať v živote aj šťastie. Mal som dobrého dekana profesora Jána Budu, ktorý bude mať tohto roku 92 rokov. Vrátil sa z Japonska a hovorí mi: „Vieš, Živčáčku, oni tam majú také a také veci, dal by si sa na to aj ty?“

Moja odpoveď bola jednoznačná, len som potreboval vedieť, aký čas na to mám. Boli to tri, štyri mesiace, počas ktorých sme to dali s kolegami dohromady. Mali sme veľkú podporu vedenia fakulty a aj po rokoch som veľmi rád, že sme tento odbor založili, za čo ďakujem pánovi profesorovi Budovi.

Samozrejme, kým sme to dostali do roviny založenia študijného odboru až do menovania profesorov, docentov, tak to trvalo 22 rokov. Za ten čas sme sa snažili chodiť po svete a veľa sa naučiť. Máme šťastie, že fungujeme v rámci Strojníckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach, máme však podporu humánnej a nehumánnej medicíny.

Môžeme urobiť testy na animálnom priestore, teda na zvieratách vďaka podpore Univerzity veterinárneho lekárstva a farmácie v Košiciach a vzápätí to môžeme realizovať v humánnej medicíne vďaka Lekárskej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach.

Ako vznikla myšlienka výroby implantátov šitých na mieru?

Všetko sa začalo skúmaním. Najskôr sme sa vďaka rehabilitáciám a pohybu naučili, ako funguje ľudské telo. Potom sme začali snímať fyziologické vlastnosti jednotlivých tkanív ľudského skeletu. Dlhodobo tvrdím, že budúcnosť je v materiáloch, a tak ako sa vyvíjajú materiály, vyvíjajú sa aj technológie.

Napokon sme dospeli k tomu, že aditívnou technológiu, slangovo povedané 3D tlačou, dokážeme vytvoriť akýkoľvek implantát na skelete ľudského tela. Zistili sme, že najvýhodnejší materiál je zatiaľ titán, teda materiál, ktorý nie je karcinogénny, nepôsobí proti telu, je biokompatibilný.

Dnes už v tomto smere nemáme žiadne obmedzenia, samozrejme, aj do tohto stavu sme museli dospieť postupne. Prvý implantát, ktorý sme vytvorili, bol kraniálny, teda implantát v oblasti hlavy. Z hľadiska výroby sa to zdalo jednoduché, no z hľadiska aplikácie to už bolo zložité, pretože pod implantátom bol mozog.

Najskôr sme si to museli nacvičiť, experimentovali sme, keď sme však prišli na operáciu, tam sme už boli absolútne pripravení. Dnes máme za sebou skoro 70 operácií a zatiaľ sme nemuseli robiť žiadnu korekciu na tkanive, lebo sme implantát urobili tak, že pacientovi sedí.

Ako dlho trvá výroba jedného implantátu?

Výroba trvá 50 hodín, potom ide do postprocesingu, tu sa musí očistiť a pripraviť. Tomuto procesu rád hovorím bentley, lebo aj toto auto sa vyrába ručne (smiech). Potom nasleduje sterilizácia a už sa len čaká na operačný výkon.

Začali ste teda kraniálnym implantátom. Aké ďalšie implantáty vznikli?

Potom sa akoby roztrhlo vrece s takýmito operáciami a požiadavkami. Operácia pri aplikácii titánového implantátu nášho typu je fenomenálna v tom, že „dieru“, ktorá tam vznikne, geometricky neupravujeme. Ak je jej reliéf zvláštny, tak taký zvláštny implantát urobíme.

V minulosti sa implantát geometricky upravoval a vyživovacej populácii sa brala aj časť tkaniva, čo je obrovská škoda. To znamená, že aj pred nami sa implantáty vyrábali, no nie takou technológiou, akú sme zaviedli. Vlastne naše výsledky výskumu boli zavedené pre takzvané škrupinové implantáty.Ekvivalentom je biomimetika, teda prenášanie funkcií a ekvivalentov z biologického sveta do technických realizácií.

Predstavte si vajíčko, akú má tenkú škrupinu a napriek tomu obrovskú pevnosť. Inšpirovaní vlastnosťami vajíčka sme sa rozhodli vyrobiť aj takéto implantáty. Najskôr sme vytvorili päť variantov, medzitým sme si s veľkou pokorou prizvali kolegov z Nemecka, že nám poradia.

Profesor Jozef Živčák je biomedicínskym inžinierom. Tento vedný odbor na Slovensku založil. 7 fotografií v galérii Profesor Jozef Živčák je biomedicínskym inžinierom. Tento vedný odbor na Slovensku založil. Zdroj: Archív J. Ž.

A poradili?

Môžem vám povedať, že nám vôbec neporadili. Ich návrhy boli irelevantné. Preto som povedal svojim chlapcom: „Vážim si Nemcov, sú nesporne veľmi múdrym a pracovitým národom, no my musíme ísť touto cestou.“ A urobili sme to sami. Šiesty variant, ktorý sme vytvorili, už bol aplikovateľný.

Keď hovorím, že budúcnosť je v materiáloch, tak Američania vymysleli materiál Peek, ktorý bol používaný pre zvláštne aplikácie. My sme ho zmodifikovali, lídrom projektu je docent Radovan Hudák, lebo sme prišli na to, že tento „peekový“ materiál má podobné vlastnosti ako titán, no nevytvára pri diagnostike artefakty.

Titán je na 99,99 percent kompatibilný pre každého človeka, môže však nastať nejaká anomália. Peek je zatiaľ vo sfére vysokého bádania, no tento rok dokončujeme jeden projekt, pri ktorom máme širokú kooperáciu s pracoviskom lekárskej fakulty v Bratislave a zdá sa, že koncom roka už budú možné aj prvé aplikácie tohto implantátu.

Ďalším je keramický implantát, ktorý okrem nás aditívnou technológiou ešte na svete nikto nevytlačil. V spolupráci s profesorom Bakošom zo Slovenskej technickej univerzity v Bratislave sme pripravili frakciu tohto materiálu – je to alchýmia. Keramický implantát je statickým implantátom, lebo je pevný, no krehký zároveň.

Mohli by ste uviesť konkrétne prípady?

Ak prejdem ku konkrétnym prípadom, tak sa nám podarilo vytvoriť maxilofaciálny implantát vo veľkosti 86 percent tváre, a to sa nám podarilo jednou operáciou. Pri všetkej skromnosti si myslím, že v tomto nás ešte dlho nikto neprekoná.

S docentkou Statelovou sme v Martine urobili implantát Sofii (15), ktorá mala onkologický nález čeľuste. Implantát čeľuste sme jej urobili tak, že s ňou rastie. To znamená, že sme ho postavili mechanicky a konštrukčne tak, aby zvládol prirodzenú trakciu a aby bol proporcionálny. Na tvári toho dievčatka to nie je takmer vôbec vidieť a je nádherná.

Mali sme tiež pacienta, ktorý mal 50 rokov a 25 rokov mal problém s motorikou. Vyrobili sme mu implantát pre medzistavcovú platničku šitý na mieru. Na operáciu prišiel na vozíku a na tlačovú besedu už kráčal po svojich. Potrebujete niečo viac?

Ako je to s finančnou podporou štátu? Technológie, s ktorými pracujete, určite nie sú lacné.

S peniazmi je to v tomto štáte veľmi ťažké. Ja sa nikdy nesťažujem a tvrdím, že som generálnym riaditeľom optimistov, no možno ste postrehli aféru s projektmi, ktoré zo strany ministerstva školstva nie celkom korektne dopadli. Bol som spoluriešiteľom v jednom projekte, ktorý bol konkurencieschopný svetovo, nie, prepáčte za výraz, po Kysak, pretože my sa vo svojej práci neporovnávame s hocikým.

Skrátka cez niektoré procesy nekorektnosti sme vo svojej práci hendikepovaní, lebo, povedzme si otvorene, ostatní na tomto svete nerobia s aditívnymi technológiami? Robia, ale ide o to, kto je skôr.

Hoci sme pripravili materiály, ktoré by sa dali aplikovať do procesov, tak kým sa u nás na ministerstve rieši, či náš projekt je, alebo nie je korektný, v Rakúsku sa už na ňom pracuje, a keď sa dospeje k výsledku, nikto následne nepovie, že na ňom predsa prvý robil prof. Živčák...

Takýmto spôsobom strácame body, čo ma mrzí. Na druhej strane, keď sa bavíme o implantátoch, kedysi neboli v číselníku poisťovní, no dnes tam už sú. A zvládli sme to za tri mesiace.

Bál som sa sprvu štátnej mašinérie a byrokracie, no veľmi nám pomohli, či už na ústave normalizácie, či na ministerstve zdravotníctva, kde sa implantáty schvaľovali. Uznali, že máme skvelé technológie a ponúkame taký artikel, ktorý má budúcnosť a ktorý tomuto národu pomáha. Takže v tomto druhom prípade nám zase štát naozaj pomohol.

To, čo robíte, je na svetovej úrovni. Neboli požiadavky zo zahraničia, že by vás chceli kúpiť?

Som hrdý na to, odkiaľ som. Som z východu a za svoj pôvod sa nehanbím. Tvrdím, že dialekt je v tomto štáte národné bohatstvo. Máme obrovskú medzinárodnú spoluprácu, no, samozrejme, ako sa hovorí, všetko je na predaj. Boli aj takí, ktorí nám dali ponuku, ktorá sa neodmieta.

Chceli totiž kúpiť firmu na výrobu implantátov. Povedal som im, že firmu kúpiť môžete, ale moju hlavu a hlavu môjho tímu nekúpite (smiech). Na druhej strane som si povedal, že ak predám firmu, predám výskum, čo potom budem robiť? Iste by som si niečo našiel, no toto je kontinuálny tok môjho žitia a sínusovo sa strieda. Raz je lepšie a raz horšie.

Keď vás niečo bolí a zrazu sa vám trošku polepší, tak už máte pocit, že ste sa uzdravili. To isté platí aj vo výskume. Niečo malé sa vám podarí a skúšate ďalej a ďalej, ťažšie a ťažšie, a stále s vyšším záujmom, k akému výsledku vlastne dospejete.

Hrudný implantát z titánu. 3D tlačiareň ho dokáže vytvoriť za približne 50 hodín. 7 fotografií v galérii Hrudný implantát z titánu. 3D tlačiareň ho dokáže vytvoriť za približne 50 hodín. Zdroj: Archív J. Ž.

V rozhovore ste viackrát spomenuli svoj tím.

Môj tím je orchester. Sú to moji absolventi a úžasné je, že si navzájom rozumieme. Sú to mladí ľudia, draví, a podarilo sa mi do nich vliať ducha tímovosti. Nežiarlia na seba, tímovo sa ťahajú a dopĺňajú.

Bavíme sa v systéme brainstormingu a veľmi veľa nápadov prichádza práve od nich. Hovorím, že rozhovor plodí myšlienky. Človek totiž nemôže vedieť všetko, je však úžasné, keď viete, koho sa máte opýtať.

V budúcnosti bude možné implantovať šľachy, väzivo, možno orgány?

To je bioaditívna technológia, teda implantáty z biologických materiálov, ktoré budú raz akýmkoľvek spôsobom implementované do ľudského tela. Samozrejme, kedysi dávno už boli implementované chlopne, mali svoju technickú hodnotu, zniesli svoje mechanické zaťaženie atď. Neboli vyrábané biotlačou, bioaditívnou technológiou.

Dnes sme my jedni z mála, ktorí máme zvládnutú aj túto technológiu a myslím si, že v rámci strednej Európy sme určite prví, pretože už sme zvládli vytvoriť napríklad mužskú a ženskú uretru, čo je časť močovej rúry. Dnes je už po implementácii a po aplikácii a táto uretra je biodegradívna, to znamená, že ona sa po čase vstrebe.

Toto sa nám už podarilo a dnes v podstate vieme vytlačiť akýkoľvek orgán mäkkého tkaniva, ale len na biomechanické skúšky, nie na aplikáciu. Myslím, že je to otázkou krátkeho času. Nechcem, samozrejme, nič prejudikovať, no maximálne o 20 rokov budú k dispozícii biomateriály, ktoré sa budú dať použiť v rôznych modifikáciách.


Prvenstvá

1. Kraniálne implantáty na škrupinovej architektúre.
2. Maxilofaciálny implantát, ktorý pred nimi ešte nikto nevytvoril – implantát takmer 86 percent tváre.
3. Čeľustné implantáty, ktoré sú zaujímavé tým, že nie sú dynamické.
4. Medzistavcové platničky šité na mieru.
5. Peekový implantát modifikovaný do medicíny.
6. Keramický implantát z hydroxylapatitu vyrobený aditívnou technológiou.
7. Implantát pre rázštep podnebia dieťaťa vyrobený ešte pred jeho narodením.
8. Hrudný implantát.

© Ringier Axel Springer Slovakia, a.s. Autorské práva
sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.
Spravodajská licencia vyhradená.

Zobrazenie: mobil | klasické

Prihlásenie

Táto akcia vyžaduje prihlásenie. Chceš sa prihlásiť?

Áno Nie

×