Så ska framtidens proteser skräddarsys
Furqan A. Shah vill förbättra livskvaliteten hos patienter som får proteser i exempelvis höft eller knä. Han leder ett eget forskarteam på Institutionen för kliniska vetenskaper som ska utveckla ett verktyg för att förutse hur en individs benvävnad påverkas i anslutning till metallen.
Målet är att skräddarsy designen av varje protes så att implantatets struktur stimulerar kringliggande ben.
3D-utskrivna metallimplantat som är delvis porösa – och individuellt utformade för att matcha den intilliggande benvävnadens behov. Det är den framtid som Furqan A. Shah vill skapa för hundratusentals patienter som får proteser inopererade.
– Jag hoppas att min forskning ska ge proteser med bättre inläkning och långtidsfunktion. Jag vill minska antalet misslyckanden och omoperationer. Totalt sett är målet en förbättrad livskvalitet för patienter med den här typen av proteser, säger Furqan A. Shah, docent i biomaterialvetenskap vid Institutionen för kliniska vetenskaper, Sahlgrenska akademin.
”Detta är drömlabbet”
Furqan A. Shah har fått Starting Grant från SSMF (Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning). Det är ett fyraårigt etableringsstöd för yngre forskare.
– Det är ett väldigt prestigefyllt anslag. Och för mig är det en viktig milstolpe mot att nå akademiskt oberoende och möjlighet att etablera min egen forskargrupp.
Efter studier i Storbritannien kom Furqan A. Shah till Göteborgs universitet som doktorand 2012. Sedan dess har han forskat inom biomaterialvetenskap på Sahlgrenska akademin.
– Detta var det absoluta drömlabbet att komma till. Det var här i Göteborg som historien om den här sortens forskning startade på 60-talet med att Per-Ingvar Brånemark upptäckte att levande ben integrerar med titan (så kallad osseointegration).
Skräddarsydd design
Idag är implantaten i exempelvis ledproteser inte tillräckligt individuellt anpassade till benet de ska förankras i.
– Dagens metallimplantat tenderar tyvärr att förhindra stimulerande mekaniska krafter från att nå intilliggande benvävnad. Det leder i slutändan till benförlust och i värsta fall omoperation. Därför måste designen av metallimplantat skräddarsys för den individuella fysiologin, till exempel benets förmåga att förnyas och repareras (remodelleras). Det är viktigare än att bara matcha den allmänna styvheten och flexibiliteten hos benet, säger Furqan A. Shah.
Tillverkas i 3D-skrivare
Faktorer som kön, ålder och hur vältränad personen är har betydelse för skelettets förmåga att remodelleras.
– Jag tänker att vi i framtiden kommer att ta vävnadsprover på ben som implantat ska anslutas till. I mikroskop kan benets samansättning studeras ner till molekylnivå. I forskningsprojektet kommer vi att utveckla en matematisk 3D-simuleringsplattform med hjälp av experimentella data om benkvalitet och förmåga till ombildning. Detta för att kunna optimera implantatdesign med syftet att maximera den mekaniska stimulansen för remodellering, säger Furqan A. Shah.
De individuellt utformade implantaten tillverkas i en 3D-skrivare för metall.
– Just att delar av implantaten kommer att vara porösa ger nya möjligheter att stimulera benvävnad att remodelleras. Benet kommer också att kunna växa in i implantatet på ett annat sätt än i dagens proteser.
Text: Jakob Lundberg
Starting Grant från SSMF (Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning) är ett fyraårigt etableringsanslag inom medicinsk vetenskap. Det syftar till att bilda en egen oberoende forskargrupp och bli en självständig forskare. Forskningen kan bedrivas på heltid eller kombineras med klinisk tjänstgöring inom sjukvården.
Här kan du läsa mer om SSMF Starting Grant.