Nasi naukowcy pracują nad technologią wytwarzania wielofunkcyjnego materiału kompozytowego do odbudowy tkanki kostnej. – Chcemy wykorzystać naturalną zdolność kości do regeneracji – mówi dr inż. Konrad Szustakiewicz z Wydziału Chemicznego PWr.

Dr Szustakiewicz wraz grupą badaczy z Politechniki Wrocławskiej uczestniczy w interdyscyplinarnym projekcie nadzorowanym przez Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych z Warszawy. W konsorcjum jest także Uniwersytet Gdański, Instytut Biotechnologii i Medycyny Molekularnej oraz jako partner biznesowy – spółka SensDx.

Ideą projektu, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu Techmatstrateg 2, jest stworzenie implantu kostnego, który będzie aktywny biologicznie. Ma on pomóc pacjentom z ubytkami w kościach spowodowanymi np. osteoporozą, chorobami nowotworami czy urazami.

W tym celu wykorzystany zostanie materiał kompozytowy z odpowiednio dobranego polimeru oraz bioszkła, które jest biozgodne oraz wytrzymałe mechanicznie. Dlatego świetnie nadaje się do ubytków powstałych w tkance kostnej.

– Nasz materiał, ma być biodegradowalny i bioresorbowalny, czyli będzie się rozkładać w organizmie ludzkim lub zwierzęcym w taki sposób, żeby nie powstawały żadne toksyczne związki. Nie będzie on wywoływał stanów zapalnych i zostanie wchłonięty przez organizm. Taki jest plan – wyjaśnia dr Konrad Szustakiewicz z Zakładu Inżynierii i Technologii Polimerów.

To właśnie tu wykonywane są badania w ramach chemicznej części projektu, czyli tej dotyczącej dopasowania odpowiedniego polimeru.

Na styku wielu dyscyplin

Pomysł, realizowany przez konsorcjum, łączy różne dziedziny nauki. – To działania na granicy inżynierii materiałowej, chemii polimerów, ceramiki, medycyny i oczywiście biologii – podkreśla dr Szustakiewicz. – Każdy z partnerów odpowiada za inny etap badań. Bioszkło powstaje w grupie dr inż. Zbigniewa Jaegermanna w Instytucie Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Warszawie, my jesteśmy odpowiedzialni za wytworzenie polimeru o odpowiednim ciężarze cząsteczkowym – wyjaśnia.

Do polimeru przyłączane są peptydy – czym zajmuje się zespół z Uniwersytetu Gdańskiego, pod kierownictwem prof. Sylwii Rodziewicz-Motowidło. W kolejnych etapach polimer będzie mieszany z bioszkłem, a następnie w Instytucie Biotechnologii i Medycyny Molekularnej zostanie przebadany pod względem biologicznym. – Dostaniemy  wtedy odpowiedź, jak nasz materiał zachowuje się w walce z różnymi bakteriami, np. gronkowcem złocistym – tłumaczy naukowiec z PWr.

Za wszystkie procedury związane z komercjalizacją wyników i znalezienie inwestora gotowego przeprowadzić kolejną fazę badań klinicznych odpowiada firma SensDx. – Droga wynalazku z laboratorium do wdrożenia na rynek jest bardzo długa i skomplikowana. Dlatego zależy nam, żeby jak najszybciej ją przejść. Już pierwsze wyniki zamierzamy poddać ochronie patentowej i objąć licencją – zapowiada dr Szustakiewicz.

Bioimplanty – gorący temat

Innowacyjność projektu polega na tym, że wytworzony materiał ma nie tylko wypełnić ubytek, lecz także pobudzić komórki do regeneracji i zapobiegać powstawaniu stanów zapalnych. – Bioszkło to taka imitacja kości. Dzięki obecności peptydów o odpowiednich sekwencjach komórki kostne namnożą się szybciej. Peptydy będą także uwalniane w czasie resorpcji polimeru i będą też działać antybakteryjnie. Polimer po pewnym czasie zniknie z organizmu, zostanie bioszkło obudowane kością – wyjaśnia dr Szustakiewicz.

Dodaje, że aktualnie uzupełnienia kostne to gorący temat w świecie badań naukowych. – W wielu ośrodkach prowadzone są prace nad różnymi rozwiązaniami. Nasze podejście jest inne, bo po pierwsze proponujemy materiał polimerowo-ceramiczny, po drugie będzie on aktywny biologicznie. Dzięki temu proces gojenia się rany znacznie się skróci – mówi kierownik projektu na PWr.

Takie podejście spotkało się z pozytywną oceną środowiska ekspertów, bo projekt, chociaż jest jeszcze w fazie początkowej, już otrzymał Polską Nagrodę Inteligentnego Rozwoju w kategorii: innowacyjne technologie przyszłości.

Działania konsorcjum rozpisane są na trzy lata. Politechniczny zespół liczy siedem osób. Poza kierownikiem są to dr inż. Małgorzata Gazińska, dr inż. Ewelina Ortyl, dr inż. Magdalena Kobielarz, dr inż. Dominika Czycz, mgr inż. Agnieszka Bondyra oraz mgr inż. Michał Grzymajło. Naukowcy na realizację swojej części badań dostali niecały milion złotych. Cały projekt kosztuje prawie 7 milionów zł.

Iwona Szajner