Obywatele w medycynie - hakaton

Przed uczestnikami hakatonu stanął rzeczywisty problem, z jakim zmaga się zespół prof. dr. n. med. Mirosława Wielgosia i dr. n. med. Przemysława Kosińskiego z I Katedry i Kliniki Położnictwa i Ginekologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.

Prof. dr hab. n. med. Mirosław Wielgoś i dr Przemysław Kosiński jako jedyni w Polsce i jedni z nielicznych na świecie stosują metodę FETO, służącą ratowaniu życia dzieci dotkniętych w życiu płodowym wrodzoną przepukliną przeponową. Ze schorzeniem tym zmaga się jedno na 4 tys. dzieci na świecie. Oznacza to, że w naszym kraju ok. 50 rodzin w ciągu roku usłyszy diagnozę związaną z tą przypadlością. W chorobie może dochodzić do ucisku dróg oddechowych przez narządy jamy brzusznej, które przedostają się do klatki piersiowej przez wrota przepukliny. Bywa, że grozi to śmiercią.

Metoda stosowana przez polskich lekarzy potrafi podnieść szansę na przeżycie nawet dwukrotnie. Polega ona na zabiegu, podczas którego umieszcza się w tchawicy płodu w łonie matki balon, wypełniony solą fizjologiczną. Wykorzystuje się do tego fetoskop, czyli zaawansowane urządzenie, umożliwiające wprowadzenie kamery do tchawicy płodu. Balon zatyka tchawicę, blokuje wypływ płynu produkowanego w drzewie oskrzelowym płodu i poprawia rozwój tkanki płucnej.

Jedną z niedoskonałości tej metody jest jednak konieczność usunięcia balonu z dróg oddechowych płodu przed porodem. Jeśli poród odbywa się przed ustalonym terminem drugiej operacji, w czasie której usuwa się balon, noworodek przychodzi na świat z zatkaną przezbalon tchawicą. Wówczas liczy się czas – natychmiast po narodzinach położnik musi przebić balon przez powłoki ciała dziecka za pomocą igły.

Aby zmierzyć się z problemem i spróbować go rozwiązać, lekarze zaproponowali współpracę Centrum Nauki Kopernik, licząc, że wspólnie zmobilizują multidyscyplinarne środowisko do działania.

Udało się! 26 listopada 2016 r. w Koperniku odbył się hakaton Obywatele w medycynie, który połączył lekarzy, projektantów, inżynierów, materiałoznawców, naukowców różnych specjalizacji. Powstały dwa bardzo obiecujące rozwiązania.

Hakaton jest to swoisty maraton kreatywnego myślenia. Nazwa pochodzi od słów „haker” i „maraton”. W tym kontekście haker nie oznacza jednak złego człowieka, czyhającego na nasze dane w Internecie, ale osobę, która potrafi w nietuzinkowy sposób rozwiązać postawiony przed nią problem, niekoniecznie związany z informatyką. Tak też było w tym wypadku. Uczestnicy mieli stworzyć prototyp urządzenia medycznego. W rolę hakerów wcielili się lekarze, inżynierowie, projektanci, artyści, studenci kierunków medycznych i technicznych.

Owoc ich dziesięciogodzinnej pracy przerósł wszelkie oczekiwania. Dowodzi to, że w naszym społeczeństwie drzemią niespożyte pokłady kreatywności. Stworzenie przestrzeni, w której ta kreatywność rozkwita, może dać podwaliny pod tworzenie innowacji. W tym wypadku – mamy nadzieję – ratującej życie dzieci. Organizatorzy wydarzenia wierzą, że w naszym kraju potrzebny jest dialog między światem medycyny i techniki. Ogromne zasoby dzisiejszej wiedzy naukowej pozwalają jednej osobie osiągnąć perfekcję tylko w jednej dziedzinie. Hakaton jest idealną formą współpracy, ponieważ pozwala spotkać się i pracować specjalistom różnych profesji.

Podczas warszawskiego hakatonu cztery zespoły w ciągu zaledwie dziesięciu godzin opracowały cztery świetne projekty. Jury wybrało z nich dwa pomysły, które mają realną szansę wykorzystania w praktyce. FetoInduktor oraz Balon z zaworem aktywowanym indukcyjnie typu „sushi” wykorzystują grzanie indukcyjne i w założeniu umożliwiają szybkie otwarcie zaworu balonika.

– Kiedy zaczynaliśmy prace nad hakatonem Obywatele w medycynie, nie zdawaliśmy sobie sprawy, że może przynieść takie rezultaty – przyznał Mateusz Pawełczuk z Centrum Nauki Kopernik, koordynator wydarzenia. – Ta sobota na długo zostanie nam w pamięci. Pierwszy raz w Polsce udało się sprowadzić w jedno miejsce specjalistów z tak wielu dziedzin, którzy wykorzystali swoją kreatywność w celu rozwiązania realnego problemu medycznego. Chociaż droga od projektu do działającego urządzenia jest długa, to wykorzystamy potencjał jaki uwolniliśmy na naszym hakatonie. Niektórzy mówią, że jesteśmy pionierami na skalę europejską.

Wyróżnione projekty

FetoInduktor

Autorzy: Bartłomiej Wysocki, Karolina Chełchowska, Marcin Heljak, Adrian Chlanda, Karol Czechowicz, Agnieszka Ruta, Bartosz Godek.

Projekt bazuje na oryginalnie zastosowanym rozwiązaniu. Modyfikacja dotyczy zaworu balonu – grupa zaprojektowała zawór w kształcie zwoju nici wykonanej z „inteligentnego” polimeru, z zatopionymi w nim cząstkami ferromagnetyku. Polimer w procesie produkcji zapamiętuje żądany kształt, do którego wraca w dowolnym momencie, po podgrzaniu do temperatury 50-60°C. Jeśli z takiego materiału zostanie stworzony zawór balonu, aby go otworzyć, należy jedynie odkształcić go do pierwotnego kształtu. Według autorów to urządzenie będzie łatwe w obsłudze nawet dla niedoświadczonej osoby. Jest nieinwazyjne, bezpieczne i szybkie. Jedyna trudność to stworzenie odpowiedniego kompozytu.

Balon z zaworem aktywowanym indukcyjnie typu „sushi”

Autorzy: Marek Marzec, Mikołaj Kutka, Ewa Ramus, Wiktoria Kowalska, Martyna Maciąg, Aleksandra Byczyńska, Monika Zasztowt i Aleksandra Saletra.

Założeniem wstępnym, które przyjęli twórcy, było modyfikowanie zaworu balonu. W jego środku znajdzie się „inteligentny” materiał (NiTi – nitinol), który – podobnie jak w projekcie pierwszej grupy – zmieni kształt po podgrzaniu. Rdzeń stworzony z drutu nitinolowego będzie owinięty drucikiem miedzianym, co pozwoli na podgrzanie poprzez indukcję elektromagnetyczną, a w efekcie powrót do pierwotnego kształtu i otwarcia zaworu. Dwa wyróżnione projekty, jako komplementarne, mają szansę na wdrożenie i zastosowanie przez chirurgów.