Košické svetové implantáty

Zaslúžil sa o vznik odboru Biomedicínske inžinierstvo v Košiciach, v bývalom Československu a na Slovensku. Na základe svojej výskumnej činnosti navrhol celý rad inovatívnych zariadení, pomôcok a technologických postupov, ktoré sa uplatnili v praxi. So svojím tímom pracuje na vývoji implantátov šitých pacientom na mieru. Vyrábajú ich pomocou aditívnych technológií zo špeciálnych ušľachtilých materiálov. Na svojom konte má už osem svetových prvenstiev, ktoré sú zamerané na lebečné, tvárové, hrudné implantáty, ale aj na náhrady medzistavcových platničiek. Od roku 2020 je garantom vodíkových technológií na Strojníckej fakulte Technickej univerzity v Košiciach. Bol garantom prípravy vodíkových exponátov na svetovú výstavu EXPO 2020 v Dubaji a v roku 2021 založil Centrum výskumu vodíkových technológií na Strojníckej fakulte Technickej univerzity v Košiciach.

Pán profesor, na svetovej výstave EXPO sa bude košická strojnícka fakulta prezentovať druhýkrát po sebe. V Dubaji ste v roku 2022 zaujali svetovú verejnosť vodíkovými technológiami a exponátmi. V Osake budete mať možnosť oboznámiť svet s vašimi špičkovými lekárskymi implantátmi, ktoré sú výsledkom pätnásťročnej vedy, výskumu a aplikačnej praxe v rámci biomedicínskeho inžinierstva na Slovensku. Budú čerešničkou na torte v slovenskej expozícii v tematickom celku pod názvom Zdravie a inovácie?
Určite budú, veď ich ponúkame celému svetu. EXPO 2025 v Osake je totiž venované životu a posilňovaniu vzájomných vzťahov medzi ľuďmi s rôznymi hodnotami z celého sveta, zdieľaniu nádeje na lepšiu budúcnosť s ohľadom na ochranu životov ľudí a zamyslením sa nad životom a životným štýlom. Pre našu fakultu aj univerzitu je veľmi vážnym míľnikom, pretože v našom prípade ide o tzv. comeback – návrat na scénu EXPO. Byť dvakrát po sebe na Expe s naším pracoviskom a s excelentnými zariadeniami, to svedčí o systematickej  práci kolektívu, úrovni  fakulty a univerzity, ktorej integrálnou súčasťou sú študenti. Tvrdím, že sú bohatstvom našej fakulty, keďže sa podieľajú na všetkých jej projektoch.
Osaka je vysokou integrálnou a priemyselnou oblasťou, ktorý sa reprezentuje zelenými energiami, robotikou, automatizácia a mechatronikou. Motívom tejto svetovej výstavy je prekrásna téma, ktorá má a bude mať dopady na človeka, jeho zdravie, a verím, že ponúkne aj riešenia. V rámci tematického celku Zdravie a inovácie predstavíme naše implantáty, ktoré sú na svetovej úrovni. Do dnešného dňa sme vyrobili a aplikovali takmer 700 implantátov pre ľudský skelet od hlavy až po nohy a 70 000 náhradných stavcov pre chrbticu.  
Tvrdím, že každá EXPO je olympiádou výskumu. My ideme do Osaky s kožou na trh, ako sa vraví. Chceme ukázať, čo dokážeme, v čom sme vynikajúci, že máme slovenské inovácie pre medicínu a zdravie človeka, že máme výsledky. Často používam vetu: ,,Bol by som šťastný, keby výsledky nášho výskumu nikto nepotreboval“. Ale dobre vieme, že toto by bolo možné len vtedy, ak by ľudia a celá spoločnosť boli zdraví. A takýto stav asi nikdy v živote nenastane.  

 V Osake, kde ste pred niekoľkými rokmi stážovali, budete 17.júna 2025 prednášať na tému Personalizovaný implantát skeletu ľudského organizmu. S akým obsahom chcete osloviť odbornú aj laickú verejnosť?
Vedecko-technologický pokrok je jedným zo základných atribútov dlhodobo udržateľnej úspešnosti ekonomiky Slovenskej republiky. Moja prednáška s virtuálnou aj fyzickou prezentáciou implantátov je koncipovaná do troch častí. V úvodnej sa budem zaoberať súčasnou škálou našich implantátov, materiálmi a technológiami ich výroby, ktoré sa radikálne zmenili, potom technikou skenovania a prípravou pacienta. V druhej časti budem venovať pozornosť filozofii a logistike budúcich personalizovaných nemocníc. A takisto systémom práce biomedicínskeho inžinierstva v nemocničných prostrediach, v ktorých sa usilujeme zrýchliť, zlacniť a zracionalizovať proces implantológie. A tretia časť bude participačná, v ktorej vysvetlím náš algoritmus výroby, obchodnú logistiku a spoluprácu chirurga s biomedicínskym inžinierom v procese prípravy a realizácie implantológie. Inovácia spočíva práve v tom, že integrálnou súčasťou operácie je aj inžinier. Práve on pripravuje operačný plán, je prítomný na operačnom sále, chirurgovi určuje spôsob fixácie implantátu a pacientovi jeho komfortné užívanie.

Spoločne s profesorom Radovanom Hudákom, vaším bývalým študentom a doktorantom, ste v roku 2010 iniciovali založenie spoločnosti Biomedical Engineering, s.r.o., ktorá sa zaoberá výskumom, vývojom a výrobou implantátov a používaním 3D tlače pre lekársku implantológiu. Je táto firma priekopníkom rozvoja biomedicínskeho inžinierstva na Slovensku?   
Je nielen priekopníkom, ale aj úspešným príkladom zavedenia biomedicínskeho vzdelávania a jeho prepojenia s výskumom, vedou a aplikačnou praxou. Na začiatku našej cesty bol inštitút CEIT Biomedical engineering, ktorý založila Technická univerzita v Košiciach a žilinský CEIT. Súčasná firma vznikla na základe konceptu spin-off, čiže oddelenia sa od materskej firmy. Má samostatný algoritmus, pracuje v nej 9 biomedicínskych inžinierov a dizajnérov z odboru biomedicínskeho inžinierstva. Sú to naši absolventi. Špecializujú sa na modelovanie implantátov, materiály a aditívne technológie, ktorými sa vyrábajú lebečné, hrudníkové, mandibulárne, maxilofaciálne, miechové a sériové implantáty. Táto firma už 15 rokov ukazuje vhodný model na prípravu študentov na ich profesnú profiláciu už počas štúdia a ich uplatnenie v aplikačných procesoch, ktoré súčasná doba potrebuje.

Akými technológiami a z akých materiálov vyrábate implantáty?
Naše implantáty s poréznou štruktúrou vyrábame na mieru pacientovi podľa získaných dát z CT skenov alebo z dát z magnetickej rezonancie, ktoré nám poskytnú lekári. Vyrábame ich najmä z titánovej zliatiny (Ti64ELI, trieda 23) aplikovaním aditívnych technológií – pomocou veľmi presného priameho laserového spekania kovov (DMLS) a použitím 3D tlače. Sme jediným výrobcom na Slovensku a v strednej Európe patríme medzi prvých, ktorý používa túto aditívnu technológiu.  
Výhodou našich implantátov je to, že sú veľmi pevné, majú podobnú štruktúru ako ľudské kosti, čo zlepšuje proces ich zrastania s tkanivom. Vďaka jedinečnej trabekulárnej štruktúre majú aj veľmi nízku hmotnosť. Na základe získaných poznatkov sa nám podarilo vyrobiť doteraz najväčší maxilofaciálny škrupinový a porézny titánový implantát na svete. Vyrobili sme ho na mieru pre pacienta, ktorý mal poškodených 86% tváre. Naše titánové tváre a implantáty sú svetovým slovenským unikátom vedy a rekonštrukčnej chirurgie, ktorý sa zrodil a ďalej rozvíja v Košiciach.  Naše implantáty zmenili životy pacientom so zraneniami po ťažkých úrazoch alebo im nahradili tie časti kostí, ktoré boli vyoperované v dôsledku onkologických ochorení.
Samozrejme, neorientujeme sa len na výrobu titánových implantátov. Skúmame aj možnosti ich výroby z vhodných keramických a polymérových materiálov. Veľkú pozornosť venujeme najmä 3D tlači PEEK polyméru, ktorý bol vyvinutý pre iné účely ako je medicína. Avšak my sme ho modifikovali pre invazívnu aplikáciu do ľudského tela. Podarilo sa nám už vyrobiť aj náhradu mužskej močovej uretry. Prakticky za 50 hodín dokážeme vytlačiť akýkoľvek implantát pre ľudské telo na základe obrazu z cétečka. Tajomstvo spočíva v zladení parametrov stroja so štruktúrou a kvalitou materiálu implantátu. Zatiaľ sú najlepšie titánové. Veda a výskum, techniky a techonológie v našom biomedicínskom inžinierstve sú postavené na špičkovej úrovni, ktorá je porovnateľná a rovnocenná so svetovou špičkou.

Zaslúžili ste sa o budovanie a rozvoj odboru Biomedicínske inžinierstvo na Strojníckej fakulte Technickej univerzity v Košiciach. Je možné tvrdiť, že vaša fakulta je lídrom v oblasti biomedicínskeho inžinierstva na Slovensku?
Je lídrom aj v rámci bývalého Československa, keďže základy tohto odboru sa na našej fakulte tradujú od roku 1982. Jeho etablovanie si vyžiadalo takmer dvadsať rokov a nebolo by možné bez angažovanosti profesora Jána Budu, dlhoročného dekana a môjho predchodcu. Vtedy to bol nový segment, ktorý nemal základné fundamenty. Tie sme vybudovali v spolupráci s najväčšími odbornými kalibrami nášho štátu, Európy a sveta. Dnes má tento odbor svetové postavenie a objektívne opodstatnenie v interdisciplinárnom profile našej fakulty.
Mal som tú česť byť pri budovaní študijného programu zameraného na biomedicínske inžinierstvo. Od profesora Jána Budu, ktorý bol v Japonsku a videl tam, čo sa deje, som získal mandát, aby sme spolu s kolegami vypracovali algoritmus nového interdisciplinárneho priestoru pre budúcu biomedicínu. Najprv sme budovali jednotlivé inštitúty a pre prvých našich študentov sme vytvorili indiviuálny študijný program Automatizácia zdravotníckych prevádzok. Následne sme vytvorili päťročný študijný program Biomedicínske inžinierstvo. Neskôr po prijatí Bolonského procesu sme zaviedli študijný bakalársky program so zameraním na protetiku a ortotiku. Po unifikácií sme bioniku a biomechaniku zaradili do akreditovaného biomedicínskeho inžinierskeho aj doktoranského štúdia. Vyvrcholením nášho úsilia bolo vytvorenie práv pre habilitačné a inauguračné konanie v odbore Biomedicínske inžinierstvo.
Na základe našich skúseností a nášho odborného pracoviska bola vytvorená Fakulta biomedicínskeho inžinierstva na Českom vysokom učení technickom (ČVÚT) so sídlom v Kladne a na Fakulte elektrotechniky a informatiky na Žilinskej univerzite. Takýmto spôsobom sa nám podarilo vytvoriť kooperačný polygón na trase Praha, Žilina a Košice.  

Zdroj: Dimenzie č.2/2025