Mgr inż. Dagmara Słota, absolwentka Politechniki Krakowskiej i uczestniczka Szkoły Doktorskiej PK, dała się już wielokrotnie poznać jako odważna i ambitna naukowczyni. Na początku 2023 r. została laureatką konkursu „Student-Wynalazca”, a w listopadzie ub. roku dowiedzieliśmy się, że otrzyma z NCBR w ramach programu LIDER, wsparcie w wysokości 1 706 450 zł na projekt pn. „Bioaktywny, kompozytowy granulat o potencjale do biodruku 3D”. Celem przedsięwzięcia jest opracowanie materiału, z którego możliwe będzie drukowanie implantów kości dopasowanych do indywidualnych potrzeb danego pacjenta. Doktorantka z PK stworzyła swój interdyscyplinarny zespół badawczy, w skład którego weszli doktoranci i doktorzy z kilku uczelni. W minioną niedzielę Dagmara Słota opowiedziała szerzej na temat swoich badań w porannym programie TVP2 „Pytanie na śniadanie”.
Projekt „Bioaktywny, kompozytowy granulat o potencjale do biodruku 3D” zakłada opracowanie innowacyjnych materiałów do wykorzystania w implantologii. Jak wyjaśnia mgr inż. Dagmara Słota, użycie technologii druku 3D do drukowania ubytków kości jest realną szansą na ratowanie zdrowia i życia pacjentów po wypadkach lub tych zmagających się z chorobami prowadzącymi do deformacji czaszki. Obecnie ubytki i rekonstrukcje kości leczy się głównie metodą przeszczepu autogennego lub allogenicznego. W pierwszym przypadku od pacjenta pobierany jest fragment jego własnej kości, pochodzący z obszaru ciała o niskim znaczeniu estetycznym. Następnie należy dostosować kształt owego fragmentu do ubytku i umieścić go w miejscu niedoboru. Z kolei przeszczep allogeniczny obejmuje pobranie materiału kostnego od osoby obcej, najczęściej zmarłej, przy czym dawcę oraz biorcę musi cechować zgodność antygenów. Jak zaznaczyła Dagmara Słota w materiale Karoliny Duszczyk, opublikowanym w serwisie naukawpolsce.pl, po takim przeszczepie należy przyjmować leki immunosupresyjne. Może dojść również do powikłań na tle immunologicznym. Ponadto, czekanie na dawcę często wymaga cierpliwości i czasu. Co prawda dostępne są już implanty komercyjne wykonane z metali, ale w tym wypadku jednym z mankamentów może być ryzyko korozji.
Medycyna czeka na nowe rozwiązania. Dlatego młody zespół naukowców pod kierunkiem Dagmary Słoty zabiera się do pracy. Badacze skupiają się nad technologią, która umożliwia wydrukowanie spersonalizowanych implantów, dostosowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta. Niezbędny jest jednak do tego odpowiedni materiał, który może być bezpiecznie wszczepiony do organizmu. Naukowczyni z Politechniki Krakowskiej przyznaje, że w praktyce medycznej znane są już próby wszczepiania personalizowanych implantów z druku 3D, jednak zasadniczą różnicą między materiałami, z których obecnie się drukuje a założonym efektem prac projektu LIDER, będzie skład materiału.
– Głównym celem projektu jest opracowanie kompozycji i technologii wytwarzania innowacyjnego materiału do druku 3D implantów kości czaszki, w tym kości ciemieniowej, czołowej i skroniowej. Wytworzony w postaci granulatu materiał będzie charakteryzować się szeregiem cech, nowych lub w znacznym stopniu ulepszonych w stosunku do dostępnych na rynku i komercyjnie oferowanych materiałów klasy medycznej – mówi mgr inż. Dagmara Słota. – Implant będzie bazował na polimerach, które będą odpowiednio modyfikowane, aby zwiększyć bioaktywność, a więc proces stymulowania komórek kościotwórczych do namnażania. Ponadto, materiał będzie biomimetyczny, czyli składem będzie mocno odzwierciedlał naturalną tkankę kostną. Będzie również stabilny – z upływem czasu, który minie od przeszczepu, nie ulegnie degradacji, a pacjent nie będzie narażony na kolejną operację związaną z koniecznością wymiany implantu. Co więcej, nasz materiał będzie porowaty. Do systemu porów będą w stanie wrastać naczynia włosowate, tętniczki, komórki kostne. To wszystko zagwarantuje lepsze umocowanie implantu i zminimalizuje ryzyko dyslokacji i przemieszczenia – tłumaczy badaczka z Politechniki Krakowskiej.
Zespół, którym zarządza Dagmara Słota – absolwentka biotechnologii na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej PK, doktorantka realizująca doktorat w dyscyplinie inżynieria materiałowa – tworzą młodzi naukowcy z Politechniki Krakowskiej, Uniwersytetu Łódzkiego i Politechniki Gdańskiej: mgr inż. Karina Niziołek, z wykształcenia nanotechnolog, obecnie doktorantka
w Szkole Doktorskiej PK w dyscyplinie inżynieria materiałowa, mgr inż. Julia Sadlik, z wykształcenia inżynier materiałowiec, obecnie doktorantka SD PK w dyscyplinie inżynieria materiałowa, mgr inż. Mateusz Dyląg, absolwent automatyki i robotyki AGH, specjalista od druku 3D, doktorant SD PK w dyscyplinie inżynieria materiałowa, mgr Mateusz Urbaniak, absolwent mikrobiologii na Uniwersytecie Łódzkim, obecnie doktorant Szkoły Doktorskiej BioMedChem Uniwersytetu Łódzkiego i Instytutów Polskiej Akademii Nauk w Łodzi w dyscyplinie nauki biologiczne, dr inż. Marcin Wekwejt z Politechniki Gdańskiej, absolwent studiów doktoranckich na PG w dyscyplinie inżynieria materiałowa, a wcześniej studiów na kierunku inżynieria biomedyczna. Dagmara Słota po raz pierwszy jest liderem grupy naukowców i osobą zarządzającą dużym projektem naukowym: – Nie ukrywam, że jest to duże wyzwanie, także w aspekcie realizacji zadań badawczych. Jednak członkowie zespołu B+R reprezentują różne dyscypliny, uzupełniamy się swoim doświadczeniem. Głęboko wierzę, że uda nam się osiągnąć sukces.
Badacze skupią się na początku na implantach kości twarzoczaszki. Dlaczego? – Kości układu ruchu, jak na przykład udowa są cięższe do wydrukowania, muszą być wytrzymałe, przede wszystkim na obciążenia, którym będą poddawane podczas poruszania. Każda kość ma też inne parametry mechaniczne zdeterminowane przez chociażby ich kształt. W przypadku kości czaszki priorytetem będzie wypełnienie ubytku implantem, który przejmie funkcję ochronną, mówienia czy oczodołu, ale też zapewni względy estetyczne, które dla pacjentów powypadkowych są bardzo ważne – mówi mgr inż. Dagmara Słota.
Liderka projektu może cały czas liczyć na wsparcie swojej mentorki i promotor, prof. dr hab. inż. Agnieszki Sobczak-Kupiec z Katedry Inżynierii Materiałowej na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Fizyki. Doktorat Dagmary Słoty „Powłoka kompozytowa z kontrolowaną bioaktywnością do zastosowań medycznych” był realizowany w ramach projektu TEAM-NET, którego kierownikiem była prof. Agnieszka Sobczak-Kupiec.
28 stycznia mgr inż. Dagmara Słota zaprezentowała szerszej publiczności swoje niezwykłe naukowe działania. Doktorantka z Politechniki Krakowskiej gościła w porannym programie „Pytanie na śniadanie”. Zachęcamy do obejrzenia rozmowy.
(bk, naukawpolsce.pl)
Na zdjęciu, Dagmara Słota / fot. Robert Baś
Screen z Facebooka naukowczyni