Zespół badawczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego, pracuje nad przyłączeniem do powłoki implantu takiego syntetycznego polimeru z cienką, biodegradowalną warstwą, który zawierać będzie substancję leczniczą. Redakcja portalu Laborant.pl podczas rozmowy z Moniką Gołdą-Cępą, która pisze pracę doktorską pod opieką dr hab. Andrzeja Kotarby, prof. UJ i jest doktorantką w grupie Chemii Powierzchni i Materiałów, Uniwersytetu Jagiellońskiego, zapytała dlaczego badania te są tak ważne i czy możliwe jest umieszczenie leków na powierzchni implantów.
Niekorzystną cechą implantów jest ich zdolność do korodowania. Natomiast wiemy już, że można je pokryć polimerem, który wykazuje bardzo małą przepuszczalność dla wody i płynów fizjologicznych, co zapobiega przedostawaniu się cząsteczek wody i implant nie koroduje - wyjaśnia Monika Gołda-Cępa - Obecnie pracujemy nad modyfikacją takich powierzchni tak, by umieszczone na niej preparaty wspomagały regenerację tkanek. W tym celu niezbędna jest modyfikacja powierzchni przez generowanie nanotopografii, oraz wprowadzenie na powierzchni grup funkcyjnych z tlenem.
Na powierzchni komórki znajdują się białka, które wspomagają adhezję komórek. Zależy nam, by tak zmodyfikować tę powierzchnię, żeby w pierwszej kolejności, zasiedliły ją komórki, a nie bakterie. Wyniki badań wskazują, iż przez odpowiednią modyfikację powierzchni można nią „sterować”. Między innymi dlatego, że bakterie mają ścianę komórkową, przez co nie mogą się „przyczepić” do odpowiednio przygotowanej powierzchni w skali nano. Natomiast komórki „wyczuwają” nawet niewielką chropowatość, a dzięki wprowadzonym grupom funkcyjnym chętniej adherują do powierzchni. Może to wspomóc szybszą integrację na granicy implant-tkanka kostna. Dodatkową zaletą jest zmniejszenie ryzyka wystąpienia infekcji która jest jednym z najczęstszych powodów usuwania takich implantów".
Realizuje Pani badania w ramach Projektu VENTURES pt.„Funkcjonalizowanie powłoki polimerowej na powierzchni implantu metalowego w kierunku kontrolowanego uwalniania leków" finansowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. Jakich efektów się Pani spodziewa?
Finałem projektu ma być przygotowanie prototypu warstwowego układu: implant metalowy + powłoka ochronna + warstwa biodegradowalna z lekiem do dalszych badań in vivo. Zależy nam, by opracować taki materiał, który zapewni przez pierwsze trzy, cztery dni po operacji, zabezpieczenie przed infekcją. Substancją leczniczą może być np. gentamycyna, czyli antybiotyk, który zminimalizuje ryzyko zakażenia, infekcji, ale może też to być lek przeciwzapalny.
Aktualnie naukowcy opracowują warstwę biodegradowalną, w której substancją leczniczą będzie lek przeciwzapalny uwalniany w czasie 2-3 tygodni po implantacji. Pozwoli to na zminimalizowanie długotrwałego stanu zapalnego, który jest również często pojawiającym się powikłaniem i może trwać nawet 3 tygodnie. Do tej pory zespół opracował polimer biodegradowalny, metody funkcjonalizowania powierzchni. Zespół badawczy wkrótce przeprowadzi ostatnie badania na komórkach i bakteriach właśnie z lekami. Najprawdopodobniej do czerwca 2015 uda się stworzyć prototyp z przynajmniej jednym lekiem. W ramach projektu VENRTURES w Sztokholmie Pani Monika Gołda-Cępa będzie wykonywała badania, które pozwolą odpowiednio dobrać stężenie substancji leczniczych. Jeżeli badania zakończą się sukcesem, w niedalekiej przyszłości będzie można przejść do fazy komercjalizacji projektu.
Dziękuję za rozmowę.
Anna Staszewska
