Zastąpi kość i zwalczy bakterie

Agnieszka Sobczak-Kupiec FOT. JAN ZYCH

WYNALAZKI. Naukowcy z Politechniki Krakowskiej opracowali metodę otrzymywania nowego materiału do wykorzystania w chirurgii i stomatologii

Nad sposobem otrzymywania syntetycznego hydroksyapatytu zawierającego nanocząstki srebra pracował zespół badaczy z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej w składzie : dr Agnieszka Sobczak- Kupiec (kierownik zespołu), prof. Regina Kijkowska, mgr Dagmara Malina i dr hab. Zbigniew Wzorek. Wynalazek został zgłoszony do ochrony patentowej.

Jak tłumaczą twórcy metody, w praktyce chirurgicznej do rekonstrukcji ubytków kości stosuje się na coraz większą skalę hydroksyapatyt syntetyczny , który pełni rolę substytutu tkanki kostnej. Skład chemiczny i struktura syntetycznego hydroksyapatytu są zbliżone do mineralnego składnika kości. Hydroksyapatyt stosuje się w postaci proszku (lub pasty) do wypełnienia ubytków kości, w postaci kształtek ceramicznych lub w postaci powłok naniesionych na implanty metaliczne (np. endoprotezy stawu biodrowego lub kolanowego wykonane ze stopów tytanu). Wszczepiony do organizmu nie jest przez ten organizm wchłaniany, a wypełnia istniejącą w kości lukę lub tworzy warstwę bioaktywną pomiędzy implantem metalicznym a kością. Bioaktywność hydroksyapatytu polega na tym, że na jego powierzchni, w wyniku działalności komórek kościotwórczych (osteoblastów) narasta nowa naturalna tkanka kostna. Nowonarastająca tkanka zamocowuje implant w miejscu wszczepienia.

Sam syntetyczny hydroksyapatyt nie ma właściwości bakteriobójczych, które mogłyby chronić implant przed ewentualnymi zakażeniami w jego otoczeniu. Badacze z Politechniki zmodyfikowali dotychczasowe właściwości hydroksyapatytu i nadali mu cechy bakteriobójcze, wprowadzając srebro metaliczne w postaci nanocząstek. Srebro stosowane w niewielkich ilościach nie tylko jest nietoksyczne dla organizmu, ale także pobudza szereg komórek żywych (takich jak limfocyty, fibroblasty, osteoblasty) do wzmożonej aktywności.

Srebro nie wywołuje negatywnych skutków w tkance i jest przez organizm dobrze tolerowane, ma też korzystny wpływ na aktywność osteoblastów, czyli komórek odpowiedzialnych za odbudowę kości.

Według innowacyjnego pomysłu autorów z PK, wprowadzenie do syntetycznego hydroksyapatytu większej lub mniejszej ilości nanosrebra metalicznego pozwala zachować dotychczasową bioaktywność materiału i nadać mu właściwości bakteriobójcze.

Zastosowanie materiału wszczepiennego o właściwościach bakteriobójczych rozwiązywałoby wiele problemów medycznych, bo infekcje związane z materiałem wszczepiennym są główną przyczyną powtórnych operacji. Tymczasem biomateriały zawierające srebro są skuteczne w zwalczaniu wielu rodzajów chorobotwórczych mikroorganizmów, które nie potrafią rozwinąć odporności na działanie cząstek srebra, tak jak to się dzieje w przypadku antybiotyków. Dlatego nowy materiał jest dobrą alternatywą dla leczenia antybiotykami.

Biomateriały zawierające srebro przy wysokiej biobójczości w stosunku do bakterii, wirusów i grzybów charakteryzują się niską toksycznością w stosunku do komórek ludzkich. Likwidują wirusy i bakterie wywołujące choroby, równocześnie przyśpieszają gojenie uszkodzonych tkanek i wzmacniają układ immunologiczny.
- Opracowanie sposobu otrzymywania hydroksyapatytu z zawartością nanosrebra jest ważnym krokiem w kierunku stworzenia nowej generacji bioaktywnych materiałów przeznaczonych do zastosowań w medycynie i stomatologii - podkreśla dr hab. Zbigniew Wzorek z zespołu wynalazców Politechniki Krakowskiej.

Naukowcy z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej pracują nad wieloma innymi rozwiązaniami, które mogą pomóc współczesnej medycynie. Byli za nie wielokrotnie nagradzani na krajowych i międzynarodowych targach innowacji.

(ASKM)

Medale dla wynalazców

Złote i srebrne medale zdobyli naukowcy z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK na targach INNOVA 2013 w Brukseli. Dwa złote medale otrzymał zespół w składzie Bożena Tyliszczak, Agnieszka Sobczak-Kupiec, Katarzyna Bialik-Wąs, Dagmara Malina za projekty "Kompozyty na bazie hydroksyapatytu i matrycy polimerowej zawierającej kolagen do zastosowań biomedycznych" oraz "Aktywne opatrunki hydrożelowe otrzymywane z produktów naturalnych". Srebrnymi medalami nagrodzono rozwiązania opracowane przez zespół Zygmunta Kowalskiego, Agnieszki Makary, Józefa Hoffmanna i Krystyny Hoffmann. Doceniono dwa wynalazki zespołu: "Nawóz mineralny przeznaczony w szczególności dla upraw rzepaku i sposób jego wytwarzania" oraz "Sposób obróbki zawiesiny gnojowicy świńskiej".