Kosti i lidská kůže. Brněnští vědci vyvíjí plast, který se rychle rozpadne a pomůže hojení
Brněnští vědci vyvíjejí plasty, které se po krátkém čase samy rozpadnou. Mají pomáhat v lidském těle třeba při hojení ran nebo dávkování léků. Různými pokusy a výpočty dovedou odborníci určit, jak stabilní bude určité spojení molekul v umělé hmotě – a díky tomu pak navrhnou třeba takové, které se rozloží za šest týdnů.
„U polymerů je to dáno délkou makromolekuly. Čím je kratší, tím rychleji se rozkládá. Čím víc je to zesíťované, tím pomaleji se to rozkládá. To je to, čím se zabýváme. Nastavením doby degradace, to je naše gros,“ říká Radiožurnálu Lucy Vojtová z institutu Ceitec a Vysokého učení technického v Brně.
Brněnští vědci vyvíjí plast, který se rychle rozpadne a pomůže hojení. Více si poslechněte v reportáži Martina Srba
Vyvíjí speciální umělé hmoty, které mohou sloužit v lidském těle jako dočasná náhrada. „Máme tady ukázky implantátů, které vyrábíme. Tohle jsou implantáty kostí – lebeční kosti, čelisti nebo z páteře, tady máme stehenní kosti. Takže se snažíme dělat různé implantáty na dorůstání kostí. Ty se v těle vstřebají a kost se sama zregeneruje,“ vysvětluje.
Složení materiálu vědci potřebují stanovit tak, aby se za poměrně přesný čas rozložil na neškodné základní materiály jako oxid uhličitý a vodu.
„Cílíme to na různé aplikace. Třeba na kosti je potřeba, aby to vydrželo šest týdnů, na kůži stačí dva nebo tři týdny. Každá aplikace potřebuje jinou dobu degradace. A to je to, co tady děláme,“ doplňuje.
„Děláme testy pro materiály, které jsou do těla, v simulovaných tělních tekutinách, například v simulované plasmě v inkubátoru při 37 stupních, tak simulujeme lidské tělo a podle toho nastavujeme dobu degradace. Umíme tam zamíchat i různá léčiva, různé hojivé látky a různé antibakteriální látky tak, aby to tělu pomáhalo a urychlovalo hojení,“ popisuje.
3D tiskárna
Řada hmot, které vědci vymýšlejí pro lidské tělo, patří mezi takzvané hydrogely. Je to vynález českých odborníků Drahoslava Líma a Otto Wichterleho a jeho přípravu doslova zvládnou i malé děti, jak Lucy Vojtová často předvádí na popularizačních akcích.
„Tady máme polyvinylalkohol, to má spoustu hydroxylových skupin, k tomu dáváme borax, síťovadlo, a vytvoří se tam silný vodíkové interakce mezi boraxem a polyvinylalkoholem,“ vysvětluje Vojtová pokus pro děti.
Zlínští vědci vyvíjejí materiály, které pomáhají s obnovou lidské tkáně. Mohly by opravit i srdce
Číst článek
Od výroby klasického hydrogelu se to ale příliš neliší. „Vždycky hydrogel je polymer, který musíte zesíťovat, to znamená, že chemicky musíte propojit jednotlivé makromolekuly, aby uměly absorbovat obrovské množství vody, ale ve vodě se nerozpouštěl. Takže princip je úplně stejný u všech polymerních materiálů a může být transparentní i netransparentní, dlouhotrvanlivý, který se nerozkládá vůbec, nebo ten, který se za chviličku rozloží. Takovým typickým hydrogelem je želatina na dortu, to zná určitě každý. A želatinu tím, že ji zahřejete, tak ji musíte chemicky zesíťovat a potom je stabilní na dortu, aby se vám neroztékala. Takže ten princip je podobný,“ dodává.
Hydrogelové součástky a implantáty do lidského těla by odborníci chtěli vyrábět na míru pomocí 3D tiskárny. To ale není úplně jednoduché.
„Používáme námi modifikované 3D tiskárny, které tisknou za studena, ani laser, ani teplota. Materiály jsou modifikované třeba nějakými růstovými faktory, které by za té teploty přišly vniveč. Tímhle je to unikátní. Náš způsob není úplně běžný. Kolega vyvinul úplně nový tiskové hlavy,“ vysvětluje Pavel Janál z Ceitecu a VUT.
Podle něj už o tištěné implantáty mají lékaři zájem. Aby je mohli ale používat pro své pacienty, budou muset projít ještě náročnými klinickými zkouškami, aby měly zaručenou bezpečnost.
