Kosmiska strukturer i gränslandet mellan ben och biomaterial: Toluidinblått snitt av ben och mjukvävnad kring ett transkutant implantat (där ljudet överförs genom huden) i fårmodell. Mörklila = mjukvävnad, ljuslila = moget ben, ljusast = nybildat ben.
Benledningsimplantat gör det möjligt för patienter att återfå hörseln. Men komplikationer som smärta och infektioner förekommer fortfarande. Marsel Ganeyevs forskning visar hur design, kirurgi och till och med hudens bakterier påverkar läkningen – och hur dessa insikter kan leda till säkrare behandlingar och nästa generation av hörselimplantat.
Bild
Marsel Ganeyev, biomaterialforskare och doktorand vid Institutionen för kliniska vetenskaper.
Att förlora hörseln har stor påverkan på livskvaliteten. Benledningsimplantat ger många patienter en möjlighet att återfå hörsel, men vägen från operation till vardagsliv är inte alltid enkel. Smärta, infektioner och problem med läkningen kan uppstå, påverkade av implantatets design, den kirurgiska tekniken, kroppens reaktion och bakterierna på huden.
– Min avhandling belyser alla dessa aspekter för att se hur vi kan bidra till utvecklingen av nästa generations implantat och förbättra vården för patienterna, säger Marsel Ganeyev, forskare vid Institutionen för kliniska vetenskaper, som har gjort sitt doktorandarbete på avdelningen för Biomaterialvetenskap och företaget Oticon Medical AB, som utvecklar benledningsimplantat.
Figur 1: Benförankrade hörselsystem (BAHS) och benledningsimplantat. (a) Perkutant BAHS, med skruv genom huden; (b) Transkutant implantat, under huden med ljudöverföring genom huden. (se fullständig bildtext nedan)
Att förstå komplikationer
Marsel Ganeyevs avhandling bygger på fyra studier. Han har analyserat uttagna implantat för att förstå varför patienter drabbats av problem, studerat bakterier runt implantaten och hur biofilmer och antibiotikaresistens orsakar komplikationer. Han har också testat hur olika borrmetoder påverkar bevarandet av benvävnad, och utvärderat nya implantatdesigner och kirurgiska tekniker för framtida transkutana system (där ljudet överförs genom huden).
– Våra resultat visar att behandling riktad mot biofilmbildande bakterier och analys av deras antibiotikaresistens kan förbättra behandlingsstrategier och förebygga att implantat måste tas bort, vilket oftast orsakas av smärta och infektion. Jag har också visat att förenklade borrtekniker minskar värmeutvecklingen och kan bidra till att bevara benvävnaden, säger han och fortsätter:
– När jag testade ett nytt implantatsystem undersökte jag mindre invasiva metoder för att placera lasermodifierade transkutana implantat. Dessa insikter kan bidra till att förfina kirurgiska rutiner och vägleda utvecklingen av nästa generations mindre invasiva implantat.
Figur 2: Viktiga milstolpar i kirurgin för benförankrade hörselsystem (BAHS), från vävnadsreduktion till dagens MONO-metod. (se fullständig bildtext nedan)
Utmaningar och glädjeämnen i forskningen
Vad har varit roligt och vad har varit utmanande med doktorandprojektet? – Det mest givande har varit att arbeta med ett projekt som knyter ihop grundvetenskap med verklig patientvård – att se hur fynd inom benbiologi och mikrobiologi faktiskt kan göra skillnad för människor. Jag har också uppskattat samarbetet med kliniker, mikrobiologer och ingenjörer i en tvärvetenskaplig miljö. De största utmaningarna har varit att hantera komplexiteten, att förena kliniska data, laboratorieexperiment och tekniska metoder, samtidigt som jag har behövt balansera både djupet och bredden i forskningen.
Figur 1: Benförankrade hörselsystem (BAHS) och transkutana benledningsimplantat (tBCD). (a) Perkutant BAHS, där vibrationer från den yttre ljudprocessorn leds direkt till skallbenet via en hudpenetrerande skruv; (b) Aktivt transkutant implantat, där kraft och ljudsignal överförs genom intakt hud via en induktiv länk till den implanterade transducern (en komponent som omvandlar signalerna till vibrationer i benet).
Figur 2: Viktiga milstolpar i utvecklingen av kirurgiska tekniker för benförankrade hörselimplantat, från tidiga vävnadsreducerande metoder med dermatom (ett instrument för att skära tunna hudlager) och linjära snitt till vävnadsbevarande metoder med långa skruvar, minimalt invasiv flapplös (utan att skära upp och fälla undan en hudflik) borrning (MIPS) och den senaste MONO-metoden med enstegs flapplös teknik.