Głównym celem projektu realizowanego przez konsorcjum, w skład którego wchodzą Gdański Uniwersytet Medyczny, Politechnika Gdańska, Uniwersytet Gdański, Centrum Techniki Okrętowej S.A., Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii oraz przedsiębiorstwo Bowil Biotech sp. z o.o. jest opracowanie materiału z bionanocelulozy o parametrach pozwalających na wykorzystanie go jako implantu w kardiochirurgii i chirurgii naczyniowej.

Bionanoceluloza, zbudowana w 100 procentach z celulozy, jest polimerem, który w organizmie ludzkim jest nierozkładalny, nie posiada ładunku antygenowego i w związku z tym odczyn tkankowy na jego obecność prawdopodobnie jest niski. Jak wskazują przeprowadzone wcześniej badania, BNC pokrywa się tkanką nabłonkową właściwą dla narządu w jaki jest implantowana. Te cechy szczególnie ważne są dla bioimplantów w układzie krążenia, gdzie odczyn zapalny odpowiedzialny jest za zmiany degeneracyjne, a możliwość pokrycia przez własne tkanki może przynieść efekt znikomej trombogenności.

Łatwy i nieograniczony dostęp do taniego i niezawodnego materiału, produkowanego w Polsce przez polskiego producenta, z którego można wykonywać implanty w układzie krążenia może przynieść bezcenneefekty w postaci zwiększenia liczby i skrócenia czasu operacji. Dodatkowo spodziewane jest obniżenie kosztów niektórych zabiegów kardiochirurgicznych, nawet o 20% i podwyższenia jakości życia pacjentów. Produkcja wysokiej jakości biomateriałów i łat osierdziowych z BNC w Polsce przez krajowego przedsiębiorcę będzie wpływała na rozwój gospodarczy w sektorze biotechnologicznym nabierającym w skali światowej coraz większego znaczenia.

Potencjał aplikacyjny BNC obejmuje znacznie szerszy obszar niż kardiochirurgia. Określenie właściwości mechanicznych BNC oraz współoddziaływania BNC z organizmami zwierzęcymi i ludzkim (biokompatybilność i biodegeneracja) pozwoli na rozważenie dodatkowych zastosowań BNC. Mogą one obejmować materiały opatrunkowe i protezy dla zwierząt i ludzi, materiały w chirurgii plastycznej i stomatologii, sprzęt laboratoryjny do badań z materiałami biologicznymi włączając rozmaitego rodzaju pojemniki i opakowania, podłoża do testów diagnostycznych oraz inne aplikacje. Dodatkowym atutem produktów i odpadów BNC jest fakt, że jak każda celuloza, ulegną one biodegradacji w naturalnym środowisku

Zadania badawcze projektu zgrupowane są w czterech następujących pakietach:

• Analiza własności mechanicznych i biochemicznych BNC (bionanocelulozy) jako materiału spełniającego wymagania bioimplantu w kardiochirurgii i chirurgii naczyniowej
• Badania in vitro bioprotez wykonanych z jednorodnego i kompozytowego materiału BNC
• Badania in vivo bioprotez wykonanych z jednorodnego i kompozytowego materiału BNC w modelu zwierzęcym
• Kwalifikacja kardio-bioprotez z BNC do badań in vivo w organizmie człowieka

Z informacji do jakich dotarł nasz portal wynika, że oprócz prac wdrożeniowych BNC dofinansowanie pozyskane z NCBR ma zostać wykorzystane także do otwarcia kilku przewodów doktorskich. Lista tematów którymi mogą zająć się przyszli doktoranci dostępna jest pod tym adresem:

http://www.biotech.ug.edu.pl/lismidos/pliki/projects_2013_2014.pdf

W ramach projektów badawczych rekrutowani będą doktoranci zainteresowani, m. in., następującymi tematami:

• Mechanizmy ogólnego i lokalnego odczynu zapalnego u świni w odpowiedzi na kontakt z nanomateriałami (bakteryjną bionanocelulozą).

• Badanie biokompatybilności protez (implantów) naczyniowych wytworzonych z bakteryjnej bionanocelulozy.

• Genetyczna modyfikacja Gluconoacetobacter xylinus E25 w celu optymalizacji właściwości mechanicznych (biofizycznych) oraz wydajności produkcji bionanocelulozy.

• Mechanizmy regulacji hemodynamicznej (zaburzeń hemodynamicznych) u świń z implantami naczyniowymi z bakteryjnej bionanonacelulozy.

• Porównanie dynamiki odruchowej regulacji naczyń z implantami bionanocelulozowymi i zdrowych w odpowiedzi na pobudzanie i odbarczanie baroreceptorów tętniczych i receptorów sercowopłucnych u świń czuwających (lub w narkozie chirurgicznej).

• Porównanie dynamiki zmian pojemności wyrzutowej i minutowej serca oraz kurczliwości mięśnia sercowego u świń z implantami bionanocelulozowymi zastawek oraz u osobników kontrolnych w odpowiedzi na pobudzanie receptorów sercowopłucnych oraz eksperymentalny wzrost i spadek oporu obwodowego.

Ewelina Sapińska/Tomasz Sznerch