Kiekvienas žingsnis priartina prie pacientams svarbių sprendimų

Vienoje vykusiame jungtiniame vaikų chirurgijos kongrese Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto (VU MF) studentė su kolegomis pelnė prestižinį „EUPSA Andrew Pinter Award“ apdovanojimą. Jis skirtas už atrastas nauajs galimybes įdubusiai krūtinės ląstai gydyti pasitelkiant 3D spausdinimo technologijas. Tai pirmas kartas, kai šis apdovanojimas skirtas Lietuvos atstovams. Pokalbis su tyrimo autore Medicinos studijų programos VI kurso studente Alicija Šavareikaite. 

Ką Jums asmeniškai reiškia šis apdovanojimas ir žinia, kad jis pirmą kartą skirtas Lietuvos atstovams? Kokių atsiliepimų sulaukėte iš tarptautinės vaikų chirurgų bendruomenės po pranešimo pristatymo Vienoje?

1-asis jungtinis vaikų chirurgų kongresas, organizuotas trijų tarptautinių organizacijų – ESPES, IPEG ir EUPSA[1] – yra vienas svarbiausių ir laukiamiausių vaikų chirurgų bendruomenės renginių. Kvietimas pristatyti žodinį pranešimą mums buvo didelė garbė ir reikšmingas pasiekimas. Ši konferencija pasižymi itin griežta mokslinių darbų atranka, todėl joje pristatomi pranešimai laikomi aukštos kokybės ir aktualūs tarptautiniu mastu.

Po savo mokslinio darbo pristatymo sulaukėme daug dėmesio, klausimų ir diskusijų. Buvo labai džiugu matyti, kad mūsų tyrimas sudomino tiek mokslininkus, tiek praktikuojančius gydytojus iš įvairių šalių.

„Andrew Pinter Award“ apdovanojimas mums yra labai svarbus pripažinimo ženklas, rodantis, kad mūsų mokslinis darbas buvo pastebėtas ir įvertintas plačios tarptautinėa vaikų chirurgų bendruomenės. Tai kartu yra didelė motyvacija tęsti pradėtus tyrimus, plėtoti naujas idėjas ir ieškoti būdų, kaip mokslinius rezultatus ateityje pritaikyti klinikinėje praktikoje.

Kas yra pectus excavatum ir kaip ši deformacija gali paveikti vaikų ir paauglių gyvenimo kokybę?

Pectus excavatum, arba įduba krūtinė, yra dažniausia vaikų krūtinės ląstos deformacija. Dažniausiai ji būna įgimta ir išryškėja vaikui augant, ypač paauglystės laikotarpiu. Daliai pacientų ši deformacija pirmiausia kelia estetinį diskomfortą, tačiau jos poveikis gali būti kur kas platesnis. Vaikams ir paaugliams ji gali sukelti psichologinių ir emocinių sunkumų, mažinti pasitikėjimą savimi, skatinti vengti fizinio aktyvumo, sporto ar situacijų, kuriose kūnas yra labiau matomas. Paauglystėje, kai formuojasi jauno žmogaus savivertė ir požiūris į savo kūną, ši problema gali tapti ypač jautri. Kai kuriais atvejais pectus excavatum nėra vien estetinė problema. Ryškesnė deformacija gali turėti įtakos kvėpavimo ir širdies bei kraujagyslių sistemų funkcijai, sukelti fizinio krūvio netoleravimą, dusulį, greitesnį nuovargį ar kitus simptomus.

Kada pacientams rekomenduojamas chirurginis gydymas?

Chirurginis gydymas dažniausiai atliekamas paauglystėje, kai deformacija yra ryški, progresuoja, sukelia funkcinių sutrikimų arba turi reikšmingą psichologinį poveikį. Dažniausiai operacinis gydymas atliekamas maždaug 14–16 metų pacientams, tačiau tam tikrais atvejais gali būti operuojami ir vyresni paaugliai ar suaugusieji. Kiekvienu atveju sprendimas priimamas individualiai, įvertinus deformacijos laipsnį, paciento simptomus, amžių, fizinę būklę ir psichologinį poveikį.

Kodėl Nuss operacija šiandien laikoma vienu pagrindinių šios deformacijos gydymo metodų?

Šiuo metu pectus excavatum gydymui gali būti taikomi keli metodai: konservatyvus gydymas, atviros chirurginės operacijos ir minimaliai invazinis chirurginis gydymas, vadinamas Nuss operacija. Pastarasis metodas šiandien laikomas vienu pažangiausių ir plačiausiai taikomų, nes leidžia koreguoti deformaciją neatveriant visos krūtinės ląstos. Tokios operacijos metu per nedidelius pjūvius abiejose krūtinės pusėse, naudojant torakoskopinę kontrolę, įvedamas specialus metalinis implantas. Jis praeina už krūtinkaulio ir, pakeitus jo padėtį, iškelia įdubusią krūtinkaulio dalį, taip sumažindamas deformaciją. Implantas paciento kūne paprastai paliekamas maždaug dvejiems metams, o vėliau pašalinamas. Šio metodo privalumas yra mažesnis operacinis pjūvis, mažesnė audinių trauma ir galimybė pasiekti gerą estetinį bei funkcinį rezultatą. Be to, šiuolaikinėje praktikoje vis daugiau dėmesio skiriama skausmo kontrolei, pavyzdžiui, taikomas tarpšonkaulinių nervų nuskausminimas, kuris padeda sumažinti pooperacinį skausmą ir pagerinti paciento sveikimą.

Su kokiais iššūkiais chirurgai susiduria naudodami standartinius implantus?

Vis dėlto vienas pagrindinių iššūkių išlieka individualus implanto pritaikymas. Šiuo metu standartiniai implantai nėra tiksliai pritaikomi pagal kiekvieno paciento krūtinės ląstos anatomiją dar prieš operaciją. Implanto dydis, išlenkimo kampas ir galutinė padėtis dažnai parenkami operacijos metu, remiantis chirurgo patirtimi, matavimais ir intraoperaciniu vertinimu. Tai reiškia, kad dalis sprendimų priimama pačios operacijos metu, o ne iš anksto suplanuojama pagal individualų paciento anatominį modelį.

Kaip gimė idėja tirti būtent 3D spausdintų Nuss implantų mechaninį stabilumą?

3D spausdinimas medicinoje tampa vis plačiau taikoma technologija, ypač planuojant operacijas, kuriant individualius anatominius modelius ar ieškant pacientui pritaikytų sprendimų. Idėja tirti 3D spausdintus Nuss implantus kilo susidūrus su praktine problema – standartinio implanto individualaus pritaikymo ribotumu. Atlikdami Nuss operacijas pastebėjome, kad būtų labai naudinga galimybė implantą suplanuoti, pritaikyti ir išbandyti dar iki operacijos. Tokia technologija padėtų chirurgams geriau pasiruošti operacijai, tiksliau įvertinti paciento anatomiją ir numatyti galimą implanto padėtį.

Kokį pagrindinį klausimą siekėte atsakyti atlikdami šį tyrimą?

Pagrindinis mūsų tyrimo klausimas buvo, ar 3D spausdinta plastikinė medžiaga, kuri yra palyginti nebrangi ir prieinama, galėtų būti pakankamai mechaniškai stabili tokio tipo implantui. Nuss implantas turi atlaikyti dideles mechanines jėgas, nuolatinį krūtinės ląstos judėjimą, kvėpavimo metu atsirandančias apkrovas ir galimą medžiagos dėvėjimąsi. Todėl mums buvo svarbu įvertinti, ar tokia medžiaga teoriškai galėtų atitikti šiuos reikalavimus.

Galbūt tyrimas paskatino naujas idėjas?

Taip. Ateityje norėtume tirti daugiau medžiagų, vertinti ne tik mechaninį stabilumą, bet ir kitus parametrus, taip pat pasitelkti kompiuterines simuliacijas, kurios leistų imituoti operaciją, apkrovas ir ilgalaikius implanto pokyčius. Tai tik pirmasis žingsnis, todėl šioje srityje dar laukia daug darbo.

Kuo 3D spausdinti implantai galėtų būti pranašesni už šiuo metu naudojamus standartinius sprendimus?

Pagrindinis 3D spausdintų implantų pranašumas būtų galimybė juos individualizuoti pagal konkretaus paciento anatomiją. Kiekvieno paciento krūtinės ląstos forma, deformacijos gylis, asimetrija ir audinių pasipriešinimas yra skirtingi, todėl vienodas standartinis implantas ne visada gali būti optimalus sprendimas. Naudojant 3D technologijas, teoriškai būtų galima dar prieš operaciją sukurti paciento krūtinės ląstos modelį, suplanuoti tinkamiausią implanto formą, ilgį, išlenkimą ir padėtį. Tai galėtų padėti tiksliau pasiruošti operacijai, sutrumpinti kai kuriuos intraoperacinius sprendimus ir sumažinti poreikį implantą koreguoti operacijos metu.

Kitas svarbus aspektas – galimybė iš anksto modeliuoti rezultatą. Tai būtų naudinga ne tik chirurgui, bet ir pacientui bei jo šeimai, nes leistų geriau suprasti planuojamą gydymą. Individualizuotas sprendimas ateityje galėtų padėti siekti geresnio estetinio rezultato, didesnio implanto stabilumo ir galbūt mažesnės deformacijos pasikartojimo rizikos. Vis dėlto svarbu pabrėžti, kad šiuo metu tai dar yra tyrimų kryptis. Norint tokius implantus taikyti klinikinėje praktikoje, būtina atlikti išsamius mechaninius, biologinius, saugumo ir klinikinius tyrimus.

Kodėl gydant pectus excavatum ypač svarbus individualus požiūris į pacientą?

Individualus požiūris gydant pectus excavatum yra labai svarbus, nes ši deformacija kiekvienam pacientui pasireiškia skirtingai. Skiriasi deformacijos gylis, krūtinės ląstos forma, simetrija, paciento amžius, augimo stadija, fizinis aktyvumas, funkciniai simptomai ir psichologinis poveikis. Vienam pacientui pagrindinė problema gali būti estetinis diskomfortas ir sumažėjęs pasitikėjimas savimi, kitam fizinio krūvio metu pasireiškiantys simptomai, kvėpavimo ar širdies bei kraujagyslių sistemos sutrikimai. Todėl gydymo sprendimas neturėtų būti paremtas vien deformacijos išvaizda. Reikia įvertinti visą paciento situaciją: klinikinius simptomus, vaizdinius tyrimus, psichologinę būklę, lūkesčius ir galimą operacijos naudą bei riziką.

Ypač svarbu tai, kad dažniausiai operuojami paaugliai. Tai jautrus gyvenimo etapas, kai kūno pokyčiai ir savęs vertinimas turi didelę reikšmę. Todėl gydytojo tikslas yra ne tik koreguoti anatominę deformaciją, bet ir padėti pacientui jaustis geriau fiziškai bei emociškai.

Šis projektas sujungė mediciną, biomechaniką ir inžineriją. Papasakokite plačiau apie bendradarbiavimą.

Šis projektas yra puikus pavyzdys, kaip šiuolaikinėje medicinoje vis svarbesnis tampa tarpdisciplininis bendradarbiavimas. Vien medicininių žinių tokio pobūdžio tyrimui nepakanka, nes norint įvertinti 3D spausdinto implanto pritaikymo galimybes reikia suprasti ne tik paciento anatomiją ir chirurginę techniką, bet ir medžiagų mechanines savybes, apkrovų pasiskirstymą, biomechaninius principus bei gamybos technologijas.

Medicinos komandai – man ir vaikų chirurgui Pauliui Valatkai – šiame projekte buvo svarbu aiškiai apibrėžti klinikinę problemą: kokių savybių reikia implantui, su kokiais iššūkiais susiduriama operacijos metu ir kokie kriterijai yra svarbūs pacientui. O Vilnius TECH universiteto inžinerijos ir mechanikos specialistų žinios leido į implantą pažvelgti kaip į mechaninę struktūrą, kuri turi atlaikyti tam tikras jėgas, išlaikyti formą ir būti pakankamai stabili. Labai svarbus „Lintrovert MB“ vadovo Lino Jonušausko indėlis, jis atliko pirminį projektavimo darbą ir padėjo idėją paversti realiu fiziniu objektu.

Toks bendradarbiavimas buvo labai vertingas, nes leido klinikinę problemą analizuoti iš platesnės perspektyvos.

Kokių tolesnių žingsnių reikia, kad 3D spausdinti individualizuoti implantai pasiektų klinikinę praktiką? Kiek greitai tai įmanoma?

Kad 3D spausdinti individualizuoti implantai galėtų būti taikomi klinikinėje praktikoje, reikia atlikti dar daug nuoseklių tyrimų. Pirmiausia būtina išsamiai įvertinti skirtingų medžiagų mechanines savybes: jų tvirtumą, atsparumą deformacijai, nuovargiui, dėvėjimuisi ir ilgalaikėms apkrovoms. Kitas svarbus etapas – biologinio saugumo ir biomedžiagų suderinamumo vertinimas. Implantas, kuris būtų naudojamas žmogaus organizme, turi būti saugus, sterilizuojamas, nesukelti žalingų audinių reakcijų ir atitikti medicinos prietaisams keliamus reikalavimus. Taip pat reikėtų plėtoti kompiuterinius modelius ir simuliacijas, kurios leistų individualiai suplanuoti implanto formą ir įvertinti, kaip jis elgtųsi konkretaus paciento krūtinės ląstoje. Tik po išsamių laboratorinių ir eksperimentinių tyrimų būtų galima galvoti apie pirmuosius klinikinius tyrimus. Kalbant apie laiką, tai nėra greitas procesas. Medicinoje nauji implantai turi praeiti ilgą saugumo, efektyvumo ir reguliacinio vertinimo kelią. Todėl realus pritaikymas klinikinėje praktikoje galėtų užtrukti ne vienerius metus. Vis dėlto pati kryptis yra perspektyvi, o kiekvienas toks tyrimas priartina prie labiau individualizuotos chirurgijos.

Ar planuojate tęsti šią tyrimų kryptį? Ar šis projektas paveikė Jūsų pačios profesinius planus?

Taip, šią tyrimų kryptį tikrai norime tęsti. Šis projektas parodė, kad pectus excavatum gydymo srityje dar yra daug neišspręstų klausimų, ypač susijusių su individualizuotu gydymu, implantų pritaikymu ir operacijos planavimu. Norėtume toliau gilintis į 3D technologijų pritaikymą vaikų chirurgijoje, tirti skirtingas medžiagas, analizuoti jų mechanines savybes ir ieškoti būdų, kaip šiuos sprendimus būtų galima saugiai perkelti į klinikinę praktiką. Taip pat labai svarbi kryptis yra kompiuterinės simuliacijos ir individualus operacijos planavimas pagal paciento anatomiją.

Asmeniškai šis projektas man labai reikšmingas. Pradėdama šį projektą buvau penkto kurso medicinos studentė, o projektui įsibėgėjus jau tampu rezidente. Todėl šis darbas man svarbus ne tik kaip mokslinis pasiekimas, bet ir kaip profesinio kelio dalis. Jis sustiprino supratimą, kad mokslinis darbas gali būti tiesiogiai susijęs su praktinėmis klinikinėmis problemomis ir realiai prisidėti prie pacientų gydymo tobulinimo.

Ko palinkėtumėte jauniesiems mokslininkams?

Jauniesiems mokslininkams palinkėčiau smalsumo, kantrybės ir drąsos kelti klausimus. Mokslinis darbas dažnai prasideda nuo labai paprasto pastebėjimo ar klinikinės problemos, tačiau norint rasti atsakymą reikia daug laiko, pastangų ir atkaklumo. Taip pat labai svarbu nebijoti bendradarbiauti. Šiuolaikinis mokslas vis dažniau peržengia vienos srities ribas, todėl vertingiausios idėjos neretai gimsta tada, kai susitinka skirtingų sričių specialistai – gydytojai, inžinieriai, biologai, fizikai ar informacinių technologijų ekspertai.

Linkėčiau nebijoti pradėti net ir tada, kai atrodo, kad kelias dar nėra aiškus. Ne kiekvienas tyrimas iš karto duoda galutinį atsakymą, tačiau kiekvienas žingsnis padeda geriau suprasti problemą ir priartina prie sprendimų, kurie ateityje gali būti svarbūs pacientams.