Nie plaster, lecz inteligentny no艣nik
Na pierwszy rzut oka brzmi to niepozornie 鈥� 偶el. W laboratorium takie s艂owo potrafi oznacza膰 materia艂 o ogromnym potencjale. Zesp贸艂 badaczy z Politechniki Gda艅skiej, Uniwersytetu 艁贸dzkiego oraz Laboratoire L茅on Brillouin opracowa艂 formulacje hydro偶eli, czyli mi臋kkich, p贸艂p艂ynnych materia艂贸w, kt贸re potrafi膮 zatrzymywa膰 wod臋, a wraz z ni膮 tak偶e inne substancje, na przyk艂ad leki.
Jak t艂umacz膮 badacze, mo偶na wyobrazi膰 sobie taki hydro偶el jako przestrzenn膮 sie膰. Mi臋dzy jej oczka wnikaj膮 cz膮steczki wody i zwi膮zk贸w chemicznych. Dzi臋ki temu materia艂 nie jest ani typow膮 ciecz膮, ani klasycznym cia艂em sta艂ym. Jest elastyczny, mi臋kki, podatny na odkszta艂cenia i mo偶e dzia艂a膰 jak no艣nik substancji leczniczej.
W zaproponowanym zastosowaniu, hydro偶ele mog膮 by膰 analogi膮 samochodu dostawczego, kt贸ry w kontrolowany spos贸b uwalnia sw贸j 艂adunek. Tym 艂adunkiem w艂a艣ciwie mo偶e by膰 wszystko z chemicznego punktu widzenia: lek, barwnik, dodatek do 偶ywno艣ci. W naszym przypadku by艂 to antybiotyk fluorochinolonowy.
鈥� m贸wi膮 dr hab. 艁ukasz P贸艂torak, prof. U艁 i mgr Grzegorz Kowalski z Wydzia艂u Chemii Uniwersytetu 艁贸dzkiego.
Lek bez gwa艂townego uderzenia
Przy projektowaniu tego typu materia艂贸w, wa偶ne jest by substancja lecznicza nie by艂a uwalniana nagle, lecz stopniowo. To szczeg贸lnie istotne w przypadku opatrunk贸w, kt贸re mog艂yby dzia艂a膰 miejscowo, na przyk艂ad na ran臋 zaka偶on膮 bakteryjnie.
Uda艂o nam si臋 wykaza膰 i偶 wytworzone hydro偶ele posiadaj膮 w艂a艣ciwo艣ci przeciwbakteryjne jednocze艣nie nie wykazuj膮c toksyczno艣ci w stosunku do kom贸rek nask贸rka. Ten wynik intuicyjnie wskazuje na opatrunki, kt贸re mo偶na przy艂o偶y膰 do rany.
鈥� wyja艣nia Grzegorz Kowalski, doktorant Szko艂y Doktorskiej BioMedChem U艁 i Instytut贸w PAN w 艁odzi.
Upiekli艣my kilka pieczeni na jednym ogniu. Jeden materia艂 wykazuje w艂a艣ciwo艣ci kilku r贸偶nych sk艂adowych 鈥� mo偶e przenosi膰 lek, uwalnia膰 go stopniowo, dzia艂a膰 przeciwbakteryjnie i jednocze艣nie jest kompatybilny z kom贸rkami nask贸rka.
鈥� podkre艣la prof. P贸艂torak.
Z kuchni chemika
Podstaw膮 opracowanych materia艂贸w by艂y stosunkowo dobrze znane sk艂adniki: woda, 偶elatyna oraz glicerol b膮d藕 mocznik. Kluczowe nie by艂o jednak samo zmieszanie sk艂adnik贸w, lecz znalezienie odpowiednich proporcji.
Mieszali艣my wszystkie sk艂adniki w odpowiednich proporcjach i na tej podstawie byli艣my w stanie okre艣li膰, przy jakim stosunku sk艂adnik贸w otrzymujemy takie w艂a艣ciwo艣ci, jakie chcemy uzyska膰
鈥� m贸wi jeden z naukowc贸w.
Samo przygotowanie pojedynczego 偶elu mo偶e zaj膮膰 od jednej do kilku godzin. Ale za tym prostym opisem kryj膮 si臋 miesi膮ce pr贸b, rozm贸w, korekt i pomiar贸w. Od pierwszego pomys艂u do publikacji min臋艂o wiele miesi臋cy.
Nauka to gra zespo艂owa
Ten wynalazek nie powsta艂by w jednym laboratorium i przy jednym biurku. Liderem projektu jest Politechnika Gda艅ska, w tym prof. Jacek Ryl, dr Tomasz Swebocki, prof. PG oraz mgr Angelika 艁epek. Po stronie Uniwersytetu 艁贸dzkiego w badaniach uczestniczyli dr hab. 艁ukasz P贸艂torak, prof. U艁, dr Karolina Kwaczy艅ski oraz doktorant Grzegorz Kowalski. Cz臋艣膰 bada艅 by艂a prowadzona r贸wnie偶 we wsp贸艂pracy z o艣rodkiem w Saclay we Francji.
Ka偶dy ma inny zestaw kompetencji. Ka偶dy jest dobry w czym艣 innym
鈥� m贸wi prof. P贸艂torak.
Szczeg贸lnie wa偶ny by艂 uk艂ad pomiarowy wydrukowany w technologii 3D. Dzi臋ki niemu naukowcy mogli 艣ledzi膰, jak cz膮steczki leku przemieszczaj膮 si臋 przez hydro偶el. Jak obrazowo t艂umacz膮 naukowcy, to troch臋 tak, jak z herbat膮 鈥� gdy esencja rozchodzi si臋 w wodzie, obserwujemy dyfuzj臋. Tutaj proces jest podobny, tylko zamiast fili偶anki mamy zaawansowany uk艂ad elektrochemiczny, a zamiast herbaty 鈥� cz膮steczki potencjalnego leku.
To dopiero pocz膮tek
Badacze ostro偶nie m贸wi膮 o przysz艂o艣ci, ale nie ukrywaj膮, 偶e wyniki s膮 obiecuj膮ce. Prace b臋d膮 rozwijane dalej. Zesp贸艂 z艂o偶y艂 projekt do Narodowego Centrum Nauki, aby rozszerzy膰 badania i sprawdzi膰 materia艂 w kolejnych, bardziej zaawansowanych zastosowaniach.
To s膮 bardzo obiecuj膮ce badania, ale na pewno nie postawili艣my jeszcze kropki
鈥� zaznacza dr hab. P贸艂torak.
Opracowany materia艂 przybli偶a nas o kilka krok贸w do tanich opatrunk贸w o oczekiwanych w艂a艣ciwo艣ciach, kt贸re w przysz艂o艣ci mog膮 nie tylko wspomaga膰 proces leczenia ran, ale aktywnie wspiera膰 leczenie 鈥� precyzyjnie, miejscowo i bez gwa艂townego chemicznego wystrza艂u.
Materia艂: Prof. 艁ukasz P贸艂torak, mgr Grzegorz Kowalski z Wydzia艂 Chemii
Redakcja: Kacper Szczepaniak, Centrum Komunikacji Marki