Mikrorusztowania naprawią kości [EUREKA! DGP]

Żeby wprowadzić do organizmu pacjenta specjalne nanowłókna, pomagające w o wiele szybszym leczeniu, konieczna jest operacja, która - jak każdy tego typu zabieg - zawsze niesie za sobą ryzyko. - Materiał trzeba implantować w ciele chorego, bo włóknina przypomina cienkie płótno, choć oczywiście z dużo cieńszymi nitkami - tłumaczy dr inż. Paweł Nakielski z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk. Jego zespół postanowił to zmienić - i opracował metodę, dzięki której do podania nanowłókien wystarczy najzwyklejsza strzykawka.

Innowacja zaczyna się już podczas procesu wytwarzania. Tradycyjnie nano włókna powstają podczas zetknięcia roztworów polimerów z wysokim napięciem - wtedy tworzy się włóknina. Tak jest i tu. Ale potem, i to nowość zaproponowana przez zespół dr. Nakielskiego, do akcji wkracza laser femtosekundowy (femtosekunda to jedna biliardowa sekundy), który precyzyjnie wycina w uzyskanym materiale tzw. mikrorusztowania i robi w nich miniaturowe otwory. Tak przygotowane nanowłókna (są jedynie pięć razy większe od komórek ludzkiego ciała) da się umieścić w zwykłej strzykawce, by potem za pomocą cienkiej igły wprowadzić je w okolice chorego miejsca. Co potem? Jak tłumaczy dr Nakielski, do mikroskopijnych otworów dostają się komórki naszego ciała i zaczynają np. obudowywać tkankę kostną - w ten sposób można „łatać” ubytki bez interwencji chirurgicznej. Ten proces przebiega więc podobnie, jak przy odbudowie rafy koralowej - gdy koralowce osadzają się na zatopionych statkach, które potem stają się elementem rafy i zostają zasymilowane przez te organizmy. Tak samo i tu, mikrorusztowania, po obudowaniu przez komórki tkanki, stają się same częścią naszego organizmu, z tą niewielką różnicą, że powoli się rozpuszczają, dając więcej miejsca powstającym komórkom.

By przetestować wynalazek, naukowcy z PAN nawiązali współpracę z neurochirurgami oraz ortopedami - i wspólnie skoncentrowali się na leczeniu bólu pleców. Okazało się, że ta metoda ma duży potencjał w terapii komórkowej. - A gdyby udało się wprowadzić nasz materiał z komórkami bezpośrednio do krążka międzykręgowego, pacjent mógłby wyjść ze szpitala nawet jeszcze tego samego dnia. Mikrorusztowania są na tyle duże, że nie uciekną z leczonego fragmentu ciała - tłumaczy dr Paweł Nakielski. Do tej pory leczenie przepukliny krążka międzykręgowego, jeśli nie powiodła się terapia za pomocą leków, wymagało operacji w znieczuleniu ogólnym.

Choć naukowcy skoncentrowali się na kręgosłupie, to twierdzą, że opracowane przez nich nanowłókna przyspieszyłyby również proces zrastania się złamanych kości. Nie wyeliminują jednak stosowania gipsu i innych metod unieruchomienia pacjenta. To będzie konieczne, by dać mikrorusztowaniom czas, aby te zaczęły pracować w miejscu, w którym powinny się znaleźć. Ale to niejedyne zastosowania rusztowań z nanowłókien. Można w nich np. umieszczać leki, które będą się stopniowo w organizmie uwalniać. Ten proces może trwać nawet kilka miesięcy, więc pacjent nie musiałby np. otrzymywać serii bolesnych zastrzyków lub pamiętać o połknięciu tabletki. - 90 proc. leków zadziała z naszymi mikrorusztowaniami. Problemy mogą być jedynie z tymi, które chętniej rozpuszczają się w wodzie - wyjaśnia dr Paweł Nakielski.

Ile czasu potrzeba, by mikrorusztowania zaczęły być wykorzystywane w szpitalach?

- Potrzebujemy minimum pięciu lat, jeśli dostaniemy dofinansowanie na rozwój technologii - tłumaczy dr Paweł Nakielski. Na razie jego zespół założył stronę internetową, przez którą inne firmy i grupy naukowe z całego świata mogą kupować dostęp do polskich badań zarówno dotyczących wytwarzania, jak i stosowania mikrorusztowań. Dlatego też zespół liczy, że uda się jednak otrzymać dofinansowanie z budżetu państwa lub od inwestorów branżowych.

Mecenasi polskiej nauki: