Oznacza to, że mimo znacznego postępu w kardiologii, biologii i wielu innych naukach podstawowych, choroby układu krążenia są nadal nierozwiązanym problemem, zarówno w aspekcie zdrowotnym, jak i społecznym. Szansą na poprawę tej statystyki jest innowacyjna medycyna spersonalizowana, wspomagająca diagnozę oraz proces planowania operacji, która wykorzystuje najnowsze osiągnięcia nauki w obszarze badań molekularnych, technik informatycznych oraz metod obrazowych, i której cechą jest indywidualne podejście do pacjenta.

Stymulacja i modelowanie – czym są?

W ostatnich latach lekarze coraz bardziej interesują się wsparciem leczenia za pomocą symulacji i modelowania. Takie zabiegi kardiochirurgiczne jak pomostowanie naczyń wieńcowych czy paliatywne procedury kardiochirurgiczne w znaczny sposób zmieniają dynamikę przepływu krwi w układzie krążenia i ostatecznie wpływają na kondycję całego organizmu. Lekarz nie jest w stanie do końca przewidzieć, jak zmieni się stan pacjenta po zabiegu. Mogą mu w tym jednak pomóc badania na modelach. Tworząc model fizyczny lub matematyczny chorego serca czy naczynia krwionośnego, na podstawie badań klinicznych i nieinwazyjnych metod obrazowania konkretnego pacjenta, można opracować optymalną dla chorego strategię leczenia, zasymulować wykonanie operacji oraz prognozować wyniki leczenia wybraną metodą. Efektem tego będzie mniejsze ryzyko wystąpienia powikłań w czasie oraz po operacji, a w konsekwencji poprawa odległych wyników terapii.

Pierwszy w Polsce program naukowy modelowania operacji kardiochirurgicznych został uruchomiony w Zabrzu w 1998 roku. Współpraca Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii ze znanymi ośrodkami medycznymi, głównie ze Śląskim Centrum Chorób Serca, przyniosła wiele ciekawych rozwiązań, zarówno w zakresie symulacji operacji chirurgicznych, doskonalenia metod leczenia, opracowywania nowych procedur, jak i analiz patologii serca.

3D uratuje nam życie?

Z zespołem specjalistów ze Śląskiego Centrum Chorób Serca w Zabrzu Fundacja prowadzi również pilotażowy projekt symulacyjny z użyciem unikalnego modelu lewej komory serca, odwzorowanego na podstawie obrazów z tomografii komputerowej i wydrukowanego w postaci 3D. Do modelu tego dobrana została właściwa proteza zastawki serca, co pozwoli lepiej przygotować strategię rzeczywistej implantacji, poprawić jej skuteczność oraz zmniejszyć do minimum ryzyko wystąpienia powikłań pooperacyjnych.

Znaczny postęp w metodach szybkiego prototypowania, a w szczególności w metodach wydruku 3D, może w przyszłości zrewolucjonizować medycynę. Pierwsze realistyczne modele 3D ilustrujące wady serca konkretnych pacjentów pojawiły się już w 2006 roku. Takie spersonalizowane wydruki mogą być szczególnie przydatne w kardiochirurgii, zarówno do produkcji protez i implantów, jak i do wstępnego planowania złożonych procedur chirurgicznych jeszcze przed zabiegiem interwencyjnym. Technologia ta staje się nieocenionym narzędziem dla wielu zespołów chirurgicznych i jest coraz bardziej powszechna, zyskując aprobatę lekarzy. Wydaje się, że przyszłość transplantologii i medycyny regeneracyjnej będzie jednak należeć do bioprintingu, czyli drukowania tkanek i organów z wykorzystaniem biomateriałów. Pierwsze próby wydruku nerki czy wątroby z żywych komórek są bardzo obiecujące, chociaż wszczepienie w pełni funkcjonalnego narządu (serca), wydrukowanego z komórek macierzystych pacjenta jest wciąż bardzo odległe.