მეცნიერთა გუნდმა შეიმუშავა ტექნოლოგია, რომელიც საშუალებას იძლევა რბილი და მყარი მასალები ერთმანეთთან ინტეგრირდეს. მეთოდი შთაგონებულია ადამიანის სხეულის ინჟინერიით და მიზნად ისახავს იმავე პრინციპის გამეორებას, როგორც, მაგალითად, ძვალი უერთდება ხრტილს. ტექნოლოგიის პოტენციალი უზარმაზარია. მას შეუძლია მთლიანად შეცვალოს პროთეზების, სატარებელი სამედიცინო მოწყობილობებისა და რობოტული ტექნოლოგიების დიზაინი და წარმოება.
Medscriptum-მა ჩაწერა ექსკლუზიური ინტერვიუ ამ სამეცნიერო მიღწევის ერთ-ერთ წამყვან მკვლევართან, დოქტორ ზაქარია ა. პეიჯთან, რომელიც უფრო სიღრმისეულ და დეტალურ ხედვას გვთავაზობს იმ ტრანსფორმაციულ ინოვაციაზე, რომელიც ტეხასის უნივერსიტეტმა შეიმუშავა.
დოქტორი ზაქარია ა. პეიჯი ტეხასის უნივერსიტეტის (University of Texas at Austin) ქიმიური ინჟინერიის მიმართულების ასისტენტ-პროფესორია. მისი აკადემიური საქმიანობა ძირითადად ფოკუსირებულია ახალი პოლიმერული მასალების კვლევასა და განვითარებაზე. ამასთან, დოქტორი პეიჯი, კვლევით ჯგუფთან ერთად, აქტიურად მუშაობს 3D ბეჭდვის ინოვაციურ ტექნოლოგიებზე.
ინტერვიუ ზაქარია ა. პეიჯთან
არსენ სებისკვერაძე: დოქტორო პეიჯ, თქვენი თანაავტორობით შემუშვებული 3D ბეჭდვის ახალი მეთოდი რბილი და მყარი მასალების ერთმანეთთან ინტეგრირების აქამდე მიუღწველ შესაძლებლობას იძლევა. გარდა ამისა, რა არის ამ ტექნოლოგიის ყველაზე დიდი უპირატესობა? როგორია დაბეჭდილი მასალების სიმტკიცე, გამძლეობა, დეტალების ხარისხი და მოქნილობა? რაც მთავარია, რით განსხვავდება ის ტრადიციული სამედიცინო მასალებისგან, როგორიცაა ტიტანი ან კობალტი?
ზაქარია პეიჯი: ჩვენ შევიმუშავეთ 3D ბეჭდვის ახალი მეთოდი, რომელიც რბილ და მყარ მასალებს ერთმანეთთან უპრობლემოდ აკავშირებს. ეს ტექნოლოგია გამოირჩევა სისწრაფით, სიზუსტით და მრავალფეროვანი მექანიკური თვისებებით, თანაც მისი ღირებულება საკმაოდ დაბალია. ჩვენი მეთოდით, დაახლოებით 200 მიკრომეტრის სიზუსტით, შესაძლებელია წუთში 1.5 მილიმეტრის სიმაღლის დაბეჭდვა. ამასთან, ტექნოლოგია საშუალებას გვაძლევს, ერთსა და იმავე ნაწარმში გამოვიყენოთ მასალები, რომელთა სიმტკიცე 3000-ჯერ განსხვავდება. მყარი ნაწილები დაახლოებით 69 მეგაპასკალ სიმტკიცეს აღწევს, რაც პოლიკარბონატის მსგავსი საინჟინრო პლასტმასების სიმტკიცეს უტოლდება. პოლიკარბონატი ხშირად გამოიყენება ქირურგიულ მოწყობილობებში. რბილი ნაწილები კი 250%-ზე მეტად იჭიმება და, სამედიცინო მილებში გამოყენებული სილიკონების მსგავსად, ინარჩუნებს მაღალ ელასტიურობას. მართალია, პლასტმასები თავისი არსით უფრო რბილია, ვიდრე ტიტანის ან კობალტის შენადნობები, მაგრამ ისინი საშუალებას გვაძლევენ შევქმნათ უფრო მსუბუქი და მოქნილი მოწყობილობები, რომლებიც უკეთ ერგება ბიოლოგიურ ქსოვილებს. ეს ტექნოლოგია მომავალში მნიშვნელოვან წინსვლას მოგვიტანს მედიცინის და სხვა სფეროებში.
არსენ სებისკვერაძე: რამდენად ბიოშეთავსებადია თქვენს მიერ გამოყენებული ფისი – მასალა, რომელსაც იყენებთ დასაბეჭდად? შეისწავლეთ თუ არა პოტენციური იმუნური რეაქციებისა და ინფექციების განვითარების რისკები კლინიკურ პირობებში?
ზაქარია პეიჯი: ჩვენი ფისი დამზადებულია იმავე მასალებისგან (აკრილატი და ეპოქსიდი), რასაც უკვე დიდი ხანია იყენებენ სამედიცინო მოწყობილობებში. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ არ შეგვისწავლია, როგორ იმოქმედებს ეს კონკრეტული ფისი უშუალოდ ცოცხალ უჯრედებზე, ან გამოიწვევს თუ არა იმუნურ რეაქციას, ველოდებით, რომ ის ისევე მოიქცევა, როგორც სამედიცინო პრაქტიკაში უკვე აპრობირებული მსგავსი მასალები. თუმცა, სანამ ამ პროდუქტს კლინიკებში გამოვიყენებთ, აუცილებლად უნდა ჩავატაროთ დამატებითი ტესტები, რომ დავრწმუნდეთ მის სრულ ბიოშეთავსებადობაში, შევამოწმოთ მავნე ნივთიერებების გამოყოფა, იმუნური სისტემის რეაქცია და მასალის მდგრადობა სტერილიზაციის კუთხით.
არსენ სებისკვერაძე: თანამშრომლობთ თუ არა ამჟამად ექიმებთან ან სამედიცინო სფეროს მკვლევრებთან? თუ ასეა, რას ამბობენ ისინი თქვენს ტექნოლოგიაზე და როგორ ფიქრობენ მის გაუმჯობესებას?
ზაქარია პეიჯი: ჯერჯერობით ექიმებთან და მკვლევრებთან ოფიციალურად არ ვთანამშრომლობთ, მაგრამ ეს ჩვენი ტექნოლოგიის განვითარების შემდეგი უმნიშვნელოვანესი ნაბიჯია. მათი აზრი დაგვეხმარება გავარკვიოთ, რომელი პროთეზებისთვის ან სამედიცინო მოწყობილობებისთვის იქნება ჩვენი ტექნოლოგია ყველაზე გამოსადეგი. ამ ინფორმაციის საფუძველზე შევძლებთ მოვერგოთ კანონმდებლობით დადგენილ მოთხოვნებს და შევქმნათ პაციენტების საჭიროებებზე მორგებული პროდუქტები.
არსენ სებისკვერაძე: გეგმავთ თუ არა FDA-ის ნებართვის მოპოვებას, თუ უკვე დაიწყეთ ეს პროცესი? რა არის თქვენი სავარაუდო ვადა, როცა ტექნოლოგია ლაბორატორიული პროტოტიპიდან კლინიკური კვლევების ეტაპამდე მიაღწევს და, საბოლოო ჯამში, სამედიცინო გამოყენებამდე?
ზაქარია პეიჯი: FDA-ის ნებართვისთვის განაცხადს მხოლოდ მას შემდეგ შევიტანთ, რაც სრულად შევისწავლით მასალის ბიოშეთავსებადობას და ექიმებთან ერთად განვსაზღვრავთ მისი კონკრეტული გამოყენების სფეროებს. ამ ეტაპზე ჩვენი მთავარი მიზანია მასალის პლატფორმის შემუშავება და მისი სტაბილურობის შემოწმება ბიოლოგიურად შესაბამის პირობებში (ანუ, როგორ მოიქცევა ის ორგანიზმში). კლინიკურ კვლევებამდე გასვლას, სავარაუდოდ, რამდენიმე წელი დასჭირდება. ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად რთული იქნება საბოლოო მოწყობილობა და რა რეკომენდაციებს მივიღებთ მარეგულირებელი ორგანოების ექსპერტებისგან.
არსენ სებისკვერაძე: თქვენი აზრით, რა ტიპის პაციენტები ან კლინიკური საჭიროებების მქონე პირები მიიღებენ პირველად სარგებელს ამ ტექნოლოგიისგან? ფიქრობთ, რომ მაგალითად, შესაძლოა სპორტსმენებს ან ხანდაზმულ პირებს უფრო გამოადგებათ ეს ტექნოლოგია? როგორ ალაგებთ პრიორიტეტებს ამ ინოვაციის პოტენციური გამოყენებისას?
ზაქარია პეიჯი: თავიდან ჩვენი ტექნოლოგია ყველაზე კარგად გამოადგება პროთეზებსა და სხვა სამედიცინო მოწყობილობებს, რომლებიც პირდაპირ სხეულზე მაგრდება. ეს იმიტომ, რომ მათში მყარი ნაწილები რბილ ქსოვილებს კომფორტულად უნდა მოერგოს. ახლა ხშირად ასეთი მოწყობილობები სხეულს ცუდად ერგება ან დისკომფორტს იწვევს, რადგან ხისტი მასალებისგან მზადდება.
მომავალში კი ჩვენი ტექნოლოგია უფრო ფართოდ იქნება გამოყენებული. მაგალითად, მოწყობილობებში, რომლებიც ჯანმრთელობას აკონტროლებს (და სხეულზე ატარებთ), ან მოძრაობისთვის დამხმარე საშუალებებში. თუმცა, ჯერ კიდევ გვჭირდება დამატებითი კვლევები, რომ ზუსტად გავიგოთ, სად იქნება ჩვენი ტექნოლოგია ყველაზე სასარგებლო.
არსენ სებისკვერაძე: ქირურგის ან რეაბილიტაციის სპეციალისტის გადმოსახედიდან, რა გავლენას მოახდენს თქვენი ტექნოლოგია პროთეზირების ტრადიციულ პროცედურებზე? შეიძლება თუ არა მან განაპირობოს პაციენტების მდგომარეობის სწრაფი აღდგენა და ნაკლები გართულებები პრეთეზირებისას?
ზაქარია პეიჯი: ჩვენი მეთოდი საშუალებას იძლევა, შევქმნათ პაციენტზე მორგებული პროთეზები, სადაც რბილი და მყარი ნაწილები ერთმანეთს შეუფერხებლად უკავშირდება. ეს ნიშნავს, რომ პროთეზი ბევრად კომფორტული იქნება, შეამცირებს ზეწოლას გარკვეულ წერტილებზე და მინიმუმამდე დაიყვანს ოპერაციის შემდგომ გართულებებს. როდესაც ამას დავამატებთ 3D სკანირებას, ქირურგებსა და რეაბილიტაციის სპეციალისტებს შეეძლებათ შექმნან ბევრად უკეთ მორგებული, ინდივიდუალური მოწყობილობები. ეს შეამცირებს პროთეზის მორგების დროს და, სავარაუდოდ, დააჩქარებს პაციენტების გამოჯანმრთელებას.
არსენ სებისკვერაძე: შეძლებთ თუ არა თითოეული პაციენტის უნიკალურ ანატომიაზე მორგებული პროთეზების შექმნას? რა არის თქვენი კვლევის შემდეგი ძირითადი ეტაპები და რამდენად ახლოს ვართ ამის ყოველდღიურ სამედიცინო პრაქტიკაში დანერგვასთან?
ზაქარია პეიჯი: დიახ, ჩვენი გრძელვადიანი ხედვა მოიცავს სრულად პერსონალიზებულ იმპლანტებს და სახსრების პროთეზებს, რომლებიც მორგებულია თითოეული პაციენტის ანატომიას. კვლევის შემდეგი მნიშვნელოვანი ნაბიჯები მოიცავს ამ მასალების გრძელვადიანი მექანიკური და ქიმიური სტაბილურობის შეფასებას სიმულირებულ ფიზიოლოგიურ პირობებში. ამ მონაცემებისა და კლინიკური შეფასებების საფუძველზე, ჩვენ შევძლებთ განვსაზღვროთ ყოველდღიურ პრაქტიკაში მათი დანერგვის გზები.
არსენ სებისკვერაძე: 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიას ახლა მნიშვნელოვანი წინსვლა აქვს მედიცინაში. თქვენი აზრით, საით მიდის ეს განვითარება? როგორ მომავალს უწინასწარმეტყველებს ეს ტექნოლოგია ჯანდაცვას?
ზაქარია პეიჯი: 3D ბეჭდვა მედიცინაში სულ უფრო მეტად ორიენტირდება პაციენტზე მორგებული, ფუნქციური სამედიცინო მოწყობილობების შექმნაზე, ნაცვლად მასობრივი წარმოების იმპლანტებისა. ამასთან, 3D ბეჭდვა ხელს შეუწყობს დაავადებების კვლევისთვის განკუთვნილი ბიოლოგიური მოდელების განვითარებას. გრძელვადიან პერსპექტივაში კი, ეს მოგვცემს საშუალებას შევქმნათ ცოცხალი ქსოვილები, რაც დაგვეხმარება გავუმკლავდეთ გადანერგვისთვის საჭირო ორგანოთა დეფიციტს. ჩვენი ტექნოლოგია, მაღალი სიზუსტისა და რეგულირებადი მექანიკური თვისებების წყალობით, პასუხობს როგორც პროთეზირების მიმდინარე საჭიროებებს, ასევე რეგენერაციული მედიცინის მომავალ გამოწვევებს.
არსენ სებისკვერაძე: განვითარებადი ჯანდაცვის სისტემების მქონე ქვეყნებში, მაგალითად, საქართველოში მოწინავე ბიოსამედიცინო ტექნოლოგიები ხშირად ძნელად ხელმისაწვდომია. ხედავთ თუ არა მომავალს, სადაც თქვენი ტექნოლოგიის მსგავსი ინოვაციები ყველასთვის ხელმისაწვდომი გახდება მსოფლიოში? თქვენი აზრით, რა არის საჭირო იმისთვის, რომ ეს პროცესები განვითარებად ქვეყნებშიც დაიწყოს?
ზაქარია პეიჯი: Vat ფოტოპოლიმერიზაცია (მეთოდი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ) არის იაფი და კომპაქტური ტექნოლოგია, რაც მას, ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით, უფრო მარტივად გამოსაყენებელს ხდის. ამ პრინტერების მუშაობისთვის, შესაძლოა, საკმარისი იყოს ტელევიზორებიდან ან სმარტფონებიდან მიღებული ჩვეულებრივი სინათლის წყაროებიც კი. თუ გაუმჯობესდება ფისის (საბეჭდი მასალის) ეფექტურობა და ბეჭდვის ტექნოლოგია, შესაძლებელი გახდება მობილური და ხელმისაწვდომი საწარმოო ერთეულების შექმნა, ჯანდაცვის დაბალბიუჯეტიანი დაწესებულებებისთვისაც. ამის მისაღწევად ასევე საჭირო იქნება სამუშაო პროცესების გამარტივება და სწავლებების ჩატარება, რომ უზრუნველყოფილი იყოს ტექნოლოგიის ხელმისაწვდომობა და ეფექტურობა.
არსენ სებისკვერაძე: დოქტორო პეიჯ, დიდი მადლობა ამომწურავი ინტერვიუსთვის! თქვენი ტექნოლოგია მართლაც რევოლუციურია და დარწმუნებულები ვართ, რომ უდიდეს გავლენას მოახდენს მედიცინაზე. გისურვებთ წარმატებებს შემდგომ კვლევით საქმიანობაში.
