Průlom v diagnostice infekcí kloubních náhrad: Mezioborový projekt oceněn ministrem zdravotnictví

Implantabilní biosenzory, které by mohly v budoucnu zachránit tisíce pacientů před komplikacemi spojenými s infekcemi u kloubních náhrad či jiných implantátů, získaly prestižní Cenu ministra zdravotnictví za zdravotnický výzkum a vývoj. Tyto senzory, schopné včas odhalit infekce a zlepšit léčbu, vznikly díky průlomovému projektu s názvem „Implantabilní senzory pro včasnou detekci zánětu a bakteriální kolonizace“, na němž spolupracovaly Fakultní nemocnice v Motole, Ústav makromolekulární chemie AV ČR, ČVUT a VŠCHT.

Lepší diagnostika infekcí zachrání implantáty i zdraví pacientů

Infekce náhrad kloubů představují závažnou komplikaci moderní ortopedie. Jsou obtížně diagnostikovatelné, léčba bývá dlouhá, nákladná a s nejistým výsledkem. Často vede k nutnosti odstranění implantátu, což znamená zásadní zásah do kvality života pacienta. Cílem oceněného projektu bylo vytvořit unikátní senzor schopný rychle identifikovat rozvoj infekce v okolí implantátu bez nutnosti invazivních vyšetření, čímž by bylo možné předejít nevratné nutnosti odstranění endoprotézy.

„Senzor ROS se skládá z vrstvy obsahující komplex porfyrin-kov, která detekuje přítomnost reaktivních forem kyslíku a z biokompatibilní vrstvy zabraňující nežádoucím autoimunitním reakcím příjemce implantátu. Sensor pH, skládající se z vodivých polymerů nanesených na elektrodu z titanové slitiny, byl vyvinut pro potenciometrickou detekci změn pH,“ upřesňuje Ing. Elena Tomšík, Ph.D. z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd ČR.

Průlom v boji proti infekcím u kloubních náhrad

Vyvinuté senzory detekují změny pH a přítomnost reaktivních forem kyslíku, což jsou klíčové indikátory zánětlivých procesů. Díky nanostrukturovanému povrchu z biokompatibilní titanové slitiny, doplněné oxidy dalších kovů, dosahují senzory výjimečné citlivosti. Preklinická studie potvrdila, že změna pH pod hodnotu 7,4 signalizuje zvýšené riziko infekce.

„Tyto senzory nejen umožňují včasnou detekci infekce, ale v budoucnu by mohly také třeba identifikovat typ bakterie způsobující zánět. Unikátní konstrukce zároveň umožňuje jejich zabudování přímo do implantátů,“ vysvětluje prof. MUDr. David Jahoda, CSc., vedoucí projektu z Fakultní nemocnice v Motole.

Aplikace s širokým dosahem

Přestože projekt primárně cílil na kloubní náhrady, vyvinutá technologie je použitelná také u jiných implantabilních zdravotnických prostředků, jako jsou katetry, dlahy či kardiostimulátory. Inovativní senzory tak mají potenciál zásadně zlepšit diagnostiku a léčbu infekcí spojených s tvorbou biofilmu.

Význam ocenění

Cena ministra zdravotnictví byla slavnostně předána 10. 12. 2024. Toto ocenění podtrhuje význam mezioborové spolupráce a špičkového výzkumu, který přináší konkrétní přínosy pro pacienty i zdravotnické systémy.