Origami BioBandage, czyli jak leczyć złamania

Najpierw miał być implant kostny, który składałby się niczym origami. W efekcie powstał program oparty na modelu matematycznym, który zoptymalizuje proces leczenia złamań kostnych. Opracowały je dwie początkujące studentki, które swoim pomysłem podbijają powoli naukowy świat.

Konkurs Naukowy E(x)plory

„Origami BioBandage to nowe narzędzie matematyczne przeznaczone do zoptymalizowania procesu leczenia złamań kostnych. Ten proces nie zmienił się na przestrzeni lat” – opisała PAP jedna z badaczek, studentka pierwszego roku Ulster University – Joanna Jurek.

Wszystko zaczęło się od wystąpienia amerykańskiego fizyka dr. Roberta J. Langa podczas TEDTalks. Mówił o tym, w jaki sposób origami stosuje się w inżynierii. Otóż nowe narzędzia matematyczne potrafią zaprojektować sposób, w jaki dany materiał powinien się składać, aby przydał się do konkretnego celu.

„Lang wspomniał, że origami można też wykorzystać w inżynierii medycznej, ale tego nie rozwinął, więc to mnie najbardziej zainteresowało. Opowiedziałam tę historię Asi. Ze względu na jej doświadczenie z inżynierią medyczną pomyślałyśmy, że zajmiemy się czymś takim. Nazwa Origami BioBandage wzięła się więc od naszego pierwszego pomysłu, aby stworzyć implant, który będzie się składał jak origami” – wyjaśniła Dominika Bakalarz, studentka Uniwersytetu Warszawskiego.

Na początku młode badaczki zajęły się więc wytworzeniem bioimplantu, czyli maty pokrytej komórkami macierzystymi, podczas wakacyjnego stażu w Centrum Onkologii w Warszawie oraz na Politechnice Warszawskiej. „Na razie jednak odłożyłyśmy ten pomysł na dalsze lata. Teraz skupiamy się na oprogramowaniu do symulowania tego, co się dzieje z bioimplantem i z samym organizmem pacjenta. Do naszego origami chcemy wrócić w przyszłości” – mówi Joanna Jurek.

Przygotowane oprogramowanie to narzędzie matematyczne, które uwzględniając dane pacjenta oraz danego bioimplantu, pomaga w projektowaniu terapii pod danego pacjenta. „Pacjent, który ma ubytek w kości w wyniku złamania, idzie do lekarza wykonać standardowe badania. Wyniki tych badań – podobnie jak parametry naszego implantu – można wprowadzić do programu, aby dowiedzieć się, jaka metoda wyleczenia będzie dla niego najlepsza. Taką odpowiedź da nasz program” – wyjaśnia istotę działania programu Dominika Bakalarz.

Teraz studentki mają już opracowane modele implantu i model leczenia medycznego, który jest w trakcie testów. „Nie możemy powiedzieć, że skoro nasze rozwiązanie zadziałało w jednym, konkretnym przypadku medycznym, to zadziała też w każdym innym. Trzeba to zwalidować i przetestować” – wyjaśnia Jurek.

Obie badaczki zaczynały swoje naukowe prace jeszcze jako licealistki. Teraz zaczęły pierwszy rok studiów, a już mogą pochwalić się sukcesami na międzynarodowych konkursach naukowych. Zdobyły m.in. drugą nagrodę na 27. Konkursie Prac Młodych Naukowców Unii Europejskiej (EUCYS 2015) w Mediolanie. W specjalnej edycji konkursu naukowego E(x)plory wygrały możliwość reprezentowania Polski w zawodach Intel ISEF, które odbędą się w maju 2016 roku w Stanach Zjednoczonych.

„Myślę, że za jakiś czas, którego na razie nie definiujemy, uda się nam wdrożyć nasze oprogramowanie. To będzie prostsza droga niż w przypadku tworzenia samych bioimplantów. Łatwiej jest nam przygotować narzędzie matematyczne, niż gotowy bioimplant czy lek. Wiemy, że z tym problem mają nawet firmy farmaceutyczne, co dopiero dwie studentki pierwszego roku studiów” – podsumowuje Joanna Jurek.

Więcej informacji o ich projekcie naukowym można znaleźć na profilu na Facebooku.

Ewelina Krajczyńska

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl

Więcej galerii zdjęć można zobaczyć tutaj.