Το μέλλον της αναπλαστικής οδοντιατρικής: «Αποδεικνύεται ότι τα κύτταρα από μόνα τους δεν είναι αρκετά για να παρέχουν θεραπείες ίασης με μακροχρόνια διάρκεια»

Συνέντευξη με την Dr Caralynn Collens

Της Anisha Hall Hoppe, Dental Tribune International

Το να μπορούμε όχι μόνο να εξατομικεύουμε τα σχέδια θεραπείας αλλά και να παρέχουμε βιοπανομοιότυπα εμφυτεύματα στους ασθενείς είναι ένα όνειρο που μπορεί να μη βρίσκεται πολύ μακριά, αν σκεφτούμε ότι η πλατφόρμα τεχνολογικών βιοϋλικών Dimension Inx έχει δημιουργήσει θεραπευτικά προϊόντα που κάνουν δυνατή μία εντελώς νέα προσέγγιση για την ανάπλαση των ιστών. Για να μάθουμε περισσότερα για τις δυνατότητες της βιοεκτύπωσης, το Dental Tribune International επικοινώνησε με την συν-ιδρύτρια και διευθύνουσα σύμβουλο Dr Caralynn Collens σχετικά με το πρώτο προϊόν της εταιρίας για οδοντιατρική εφαρμογή και το μέλλον των εξατομικευμένων εκτυπωμένων ιστών.

Dr Collens, για τους κλινικούς μας που δεν έχουν καν ακούσει ποτέ για τη βιοεκτύπωση, θα μπορούσατε να μοιραστείτε λίγα πράματα για το σκοπό της στην ιατρική και για το τι προσπαθεί να πετύχει η Dimension Inx σε αυτόν τον τομέα;

Η βιοεκτύπωση παραδοσιακά αναφέρεται σε μία μορφή προσθετικής κατασκευής που συνδυάζει την τρισδιάστατη εκτύπωση με κύτταρα, αυξητικούς παράγοντες και/ ή άλλα βιοϋλικά αντί για τα συμβατικά μέταλλα και πλαστικά για τη δημιουργία δομών που μιμούνται τους φυσικούς ιστούς του σώματος. Αυτές οι δομές μπορούν να εξελίξουν διάφορες ιατρικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της έρευνας πάνω στις κυτταρικές καλλιέργειες, την ανακάλυψη και την ανάπτυξη φαρμάκων και την αναπλαστική ιατρική, συμπεριλαμβανομένων οδοντιατρικών και περιοδοντικών εφαρμογών.

Αντίθετα με αυτήν την παραδοσιακή προσέγγιση της βιοεκτύπωσης, η Dimension Inx δημιουργήθηκε για να σχεδιάζει, να αναπτύσσει και να κατασκευάζει θεραπευτικά προϊόντα που θα αποκαθιστούν τη λειτουργία των ιστών και των οργάνων χωρίς την προϋπόθεση της ενσωμάτωσης κυττάρων στη διαδικασία της εκτύπωσης. Η υλικοκεντρική μας προσέγγιση παράγει καινοτόμα βιοϋλικά που αξιοποιούν την φυσική ικανότητα του σώματος να αποκαθιστά και να εδραιώνει την λειτουργικότητα ώστε να απευθυνθεί σε μία ποικιλία κλινικών εφαρμογών. Ακόμα, ολόκληρη η διαδικασία εκτύπωσής μας πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου, δημιουργώντας ακύτταρες δομές που είναι εύκολο να αποσταλούν και να αποθηκευτούν και δίνουν τη δυνατότητα για προκατασκευασμένα, έτοιμα για χρήση προϊόντα.

Πώς έχει αλλάξει ο τομέας των βιοϋλικών την τελευταία δεκαετία; Τι ελπίζει να επιτύχει η Dimension Inx μέσα στα επόμενα δέκα χρόνια;

Η παραδοσιακή θεώρηση των βιοϋλικών επικεντρώνεται κυρίως στην δυνατότητα ενός υλικού να παρέχει φυσική υποστήριξη και να κάνει δυνατή την παθητική ανάπτυξη των ιστών. Τα τελευταία δέκα χρόνια, όμως, αυτή η νοοτροπία έχει αλλάξει προς τη δημιουργία βιοϋλικών που αλληλεπιδρούν θετικά με το γύρω περιβάλλον τους για να προάγουν το σχηματισμό νέου, υγιούς ιστού. Πολλές από αυτές τις προσπάθειες βασίζονται στη φυσική και/ ή χημική τροποποίηση των επιφανειών που παράγονται χρησιμοποιώντας τις καθιερωμένες μεθόδους κατασκευής. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να παράγει προϊόντα με βελτιωμένη απόδοση σε σύγκριση με τα αδρανή ομόλογά τους, αλλά δεν μπορεί να ξεκλειδώσει το πλήρες αναπλαστικό δυναμικό τους. Για την επίτευξη αυτού του στόχου, πρέπει να σχεδιάσεις συνθέσεις βιοϋλικών που μιμούνται καλύτερα τη δομή των αυτόχθονων ιστών για να παράγεις βιολογικώς σχετικά μικροπεριβάλλοντα. Χρησιμοποιούμε τις πατενταρισμένες διαδικασίες μας για να δημιουργούμε καινοτόμα βιοϋλικά με μοναδικές, φυσιολογικώς σχετικές μικροδομές που προσφέρουν ένα τρισδιάστατο σχέδιο που κατευθύνει τα κύτταρα για να συμπεριφερθούν όπως θέλουμε. Τα προϊόντα που εκτυπώνονται με την πλατφόρμα μας δίνουν τη δυνατότητα για μία ευρεία ποικιλία θεραπευτικών εφαρμογών. Τα επόμενα δέκα χρόνια, αναμένουμε να αξιοποιήσουμε τις μοναδικές μας δυνατότητες και να εδραιωθούμε ως ηγέτης στην αγορά της καινοτόμου θεραπευτικής με μηχανικούς ιστούς για μία ευρεία ποικιλία ενδείξεων με σημαντική κλινική ανάγκη, συμπεριλαμβανομένου του διαβήτη Τύπου 1 και της διατήρησης της γονιμότητας.

Το CMFlex, το πρώτο τρισδιάστατο αναπλαστικό οστικό μόσχευμα που εγκρίθηκε από τον FDA, είναι μία έτοιμη για χρήση, ευέλικτη και προκατασκευασμένη λύση για χρήση την περιοδοντική ή στην στοματική και γναθοπροσωπική χειρουργική. (Εικόνες: © Dimension Inx)

Ποια πρότζεκτ της Dimension Inx θα μπορούσαν να εφαρμοστούν στην οδοντιατρική και γιατί θα πρέπει ένας οδοντίατρος ή οδοντιατρικός ερευνητής να αναζητήσει την εταιρεία σας;

Πρόσφατα λάβαμε την έγκριση 510(k) του FDA (Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ- Food and Drug Administration) για το CMFlex, το πρώτο προϊόν οστικού μοσχεύματος για ανάπλαση κατασκευασμένο με τρισδιάστατη εκτύπωση που εγκρίθηκε από τον FDA. Ως ένα έτοιμο για χρήση ευέλικτο κεραμικό για χρήση στην περιοδοντική, στη στοματική και στη γναθοπροσωπική χειρουργική, το CMFlex προσφέρει μία μοναδική εναλλακτική στις τρέχουσες κανονικές πρακτικές οδοντιατρικών οστικών μοσχευμάτων, όπως το αυτομόσχευμα, το αλλομόσχευμα και το ξενομόσχευμα. Είναι ένα συνθετικό υλικό που αποτελείται κυρίως από υδροξυαπατίτη, ένα φυσικό υλικό που απαντάται στα οστά και χρησιμοποιείται ευρέως στις ιατρικές συσκευές.

Το CMFlex είναι μία ασφαλής επιλογή για οστικό μόσχευμα, καθώς καταργεί την ανάγκη για επώδυνες και επεμβατικές διαδικασίες όπως το αυτομόσχευμα, που περιλαμβάνει τη συλλογή οστού από άλλο μέρος του σώματος του ασθενή και στη συνέχεια διαμορφώνεται το σχήμα και το μέγεθός του από τον κλινικό για να ταιριάξει στην περιοχή του ελλείμματος. Επιπλέον, αντίθετα με το αλλομόσχευμα και το ξενομόσχευμα, το CMFlex δεν περιέχει ζωικά και ανθρώπινα συστατικά, εξαλείφοντας τον κίνδυνο μετάδοσης νοσημάτων. Η ιδιαίτερη μικροδομή του είναι σχεδιασμένη για υψηλή απορροφητικότητα, ταχεία αγγείωση, αγγειογένεση και ενσωμάτωση των ιστών. Παρόλο που το CMFlex για την ώρα έχει εγκριθεί για ανθρώπινη χρήση μόνο στις ΗΠΑ, οι οδοντιατρικοί κλινικοί και ερευνητές που ενδιαφέρονται να χρησιμοποιήσουν προηγμένα συνθετικά βιοϋλικά στο ιατρείο τους θα πρέπει να εξερευνήσουν τα οφέλη του.

Πώς ξεκινήσατε σε αυτόν τον τομέα και τι συμβουλή θα δίνατε σε ένα οργανισμό ή κλινικό που θα ήθελε να εξερευνήσει τις δυνατότητες των βιοϋλικών;

Πριν από την Dimension Inx, είχα δουλέψει στο χώρο της προηγμένης κατασκευής για αρκετά χρόνια. Ήμουν πρόεδρος του συμβουλίου διευθυντών και βασικός σύμβουλος στο Εθνικό Ινστιτούτο Ψηφιακής Κατασκευής των ΗΠΑ, που ονομάζεται MxD (Manufacturing x Digital). Το MxD ξεκίνησε ως ένας ανεξάρτητος οργανισμός στις αρχές του 2019, προερχόμενο από τα UI Labs, όπου υπηρέτησα ως διευθύνουσα σύμβουλος και διευθύντρια του συμβουλίου από το 2014 έως το 2019. Όμως, στην αρένα της βιοεκτύπωσης μπήκα πλήρως το 2019 όταν εισήλθα στην Dimension Inx ως διευθύνουσα σύμβουλος για να χτίσω και να εξελίξω το θεραπευτικό της χαρτοφυλάκιο. Εντυπωσιάστηκα ιδιαίτερα από την υλικοκεντρική προσέγγιση της εταιρείας στο σχεδιασμό καινοτόμων βιοϋλικών και θεραπευτικών προϊόντων που μπορούσαν εύκολα να προσαρμοστούν ώστε να απευθυνθούν σε μία ποικιλία κλινικών εφαρμογών. Ακόμα, η πατενταρισμένη πλατφόρμα της Dimension Inx μας δίνει τη δυνατότητα να αναπτύσσουμε μοναδικές λύσεις που έχουν το σωστό μίγμα χαρακτηριστικών  για να βελτιστοποιούν τη βιολειτουργικότητα χωρίς να θυσιάζουν την ευκολία χρήσης ή κατασκευής.

Όποιος οργανισμός ή κλινικός ενδιαφέρεται να εξερευνήσει περαιτέρω τις δυνατότητες των βιοϋλικών θα πρέπει να επικοινωνήσει μαζί μας. Το CMFlex μπορεί ήδη να καλύπτει τις ανάγκες τους. Σε κάθε περίπτωση, θα θέλαμε να μάθομε περισσότερα για τα ενδιαφέροντά τους για να δούμε εάν θα μπορούσαμε να βοηθήσουμε.

Υπάρχει τίποτα άλλο που θα θέλατε να μοιραστείτε με τους αναγνώστες μας;

Συνειδητοποιούμε ολοένα και περισσότερο στον τομέα της κυτταρικής και γονιδιακής θεραπείας ότι τα κύτταρα από μόνα τους αποδεικνύεται ότι δεν αρκετά για παρέχουν θεραπείες ίασης μεγάλης διάρκειας. Το τοπικό κυτταρικό περιβάλλον ή μικροπεριβάλλον παίζει ουσιαστικό ρόλο στην κυτταρική συμπεριφορά και, στην περίπτωση των θεραπευτικών προσεγγίσεων, στην θεραπευτική αποτελεσματικότητα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν προσεγγίσεις που βασίζονται σε βιοϋλικά για να δημιουργηθούν εμφυτεύσιμα μικροπεριβάλλοντα για κυτταρικές θεραπείες που μας επιτρέπουν να αντικαθιστούμε ή να επιδιορθώνουμε κατεστραμμένες βιολογικές λειτουργίες μέσα στο ανθρώπινο σώμα με τρόπο που δεν ήταν παλαιότερα εφικτός.

Σημείωση του συντάκτη: Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες στο www.dimensioninx.com.

Πληροφορίες

Η Dr Caralynn Collens έχει πάθος για το χτίσιμο ομάδων και οργανισμών που αξιοποιούν την τεχνολογία για να οδηγήσουν μετασχηματιστικές αλλαγές και να βελτιώσουν τη ζωή των ανθρώπων. Αφού ξεκίνησε την πρώτη της εταιρία ενώ ήταν συνεργαζόμενη γιατρός και φοιτήτρια ΜΒΑ στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις Σικάγο στις ΗΠΑ, αφιέρωσε τα πρώτα χρόνια της καριέρας της στα κεφάλαια επιχειρηματικού κινδύνου και τα εταιρικά οικονομικά, εστιάζοντας κυρίως στις τεχνολογικές εταιρίες- τεχνοβλαστούς (spinoffs) των πανεπιστημίων. Πριν από την τρέχουσα θέση της ως διευθύνουσα σύμβουλος της Dimension Inx, ήταν συν- ιδρύτρια και διευθύνουσα σύμβουλος της UI Labs, έναν μοναδικό στο είδος του τεχνολογικό οργανισμό που επικεντρώνεται στο ψηφιακό μέλλον των βιομηχανιών. Πήρε το πτυχίο BS της με αριστείο από το Πανεπιστήμιο Northwestern στο Έβαστον του Ιλλινόις.

Αναδημοσίευση από το περιοδικό 3D Printing, Φεβρουάριος 2023