Trwające prace naukowców z różnych uczelni w kraju realizowane są w ramach interdyscyplinarnego projektu „Wielofunkcyjne kompozyty aktywne biologicznie do zastosowań w medycynie regeneracyjnej układu kostnego” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Całkowity budżet przedsięwzięcia to 12 mln zł, z czego 4,5 mln przypada na utworzenie zespołu i badania biologiczne realizowane przez zespół Uniwersytetu Łódzkiego. Celem prac grona naukowców, tworzącego interdyscyplinarną sieć OsteoRegNET, jest opracowanie nowych polimerowo-ceramicznych biomateriałów kompozytowych, przeznaczonych do zastosowania w medycynie regeneracyjnej układu kostnego.

– Kompozyty aktywne biologiczne to implanty, które mają zastąpić naturalną tkankę kostną, ale przede wszystkim przyspieszyć jej regenerację i sprawić, by kość odbudowywała się prawidłowo, bez stanów zapalnych. Można więc powiedzieć, że wszczepiany implant „dekorujemy” substancjami, które wcześniej zostały przez nas przebadane i mamy pewność co do ich skuteczności. Działanie tych substancji może być przeciwzapalne, przeciwdrobnoustrojowe i proregeneracyjne. Dzięki temu implant będzie lepiej współpracował z organizmem – wyjaśnia dr Karolina Rudnicka z Katedry Immunologii i Biologii Infekcyjnej Wydziały Biologii i Ochrony Środowiska UŁ. Dodaje, że opracowywany w ramach projektu implant ma zawierać komponenty, które wcześniej zostały zbadane i uznane przez naukowców za najbardziej korzystne dla procesu odnowy podczas regeneracji uszkodzonej tkanki kostnej. Podobne rozwiązania są już stosowane na świecie, lecz nie używa się do nich tych substancji, nad którymi pracują polscy naukowcy. Wśród nich są m.in. innowacyjne bazy polimerowo-ceramiczne, pokrywane czynnikami wzrostowymi, wspomagającymi ukrwienie implantu VEGFA i wykazującymi działanie przeciwzapalne TGF-beta. – Działają one podobnie jak SMS, który wysyłają komórki odpornościowe, żeby dać znać innym komórkom, co należy produkować w organizmie. Możemy wykorzystać te wiadomości, modelując odpowiedź. Dajemy znać komórkom, że nie chcemy w organizmie stanu zapalnego i one odpowiednio reagują. Tę samą odpowiedź dostalibyśmy w procesie fizjologicznym, ale znacznie później – tłumaczy biolożka.

Kompozyty mają kilka funkcji, w tym: stymulacja komórek kostnych do namnażania się i tworzenia tkanki kostnej (właściwości osteoindukcyjne), działanie proregeneracyjne, wspierające proces naprawczy komórek, przeciwdrobnoustrojowe (z użyciem antybiotyku) oraz przeciwzapalne. Jak zwraca uwagę dr Rudnicka, kolejną ważną funkcją implantu jest biozgodność. Implant nie może być toksyczny, ani powodować alergii i drażnić komórek. – To oczywiście też badamy zarówno w modelach komórkowych, jak i in vivo, ponieważ w ten sposób mamy pewność, że implanty będą nie tylko aktywne, ale i bezpieczne – zapewnia.

Projekt, w którym biorą udział biorą udział również naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, Politechniki Krakowskiej i Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Sieci Łukasiewicza, realizowany jest od dwóch lat. Naukowcy wykazali już, które substancje i w jakich stężeniach i formie mogą wspierać procesy regeneracyjne kości. – Potrafimy je też wyselekcjonować, dzięki czemu w przyszłości będzie można dodawać te czynniki np. do opatrunków hydrożelowych, ułatwiających gojenie się ran – zaznacza dr Rudnicka. Głównym celem zadania jest stworzenie implantu, który będzie wszczepiany osobom po urazach kostnych i sprawi, że czas ich hospitalizacji i rehabilitacji znacząco się skróci. Prowadzone są już rozmowy z firmami produkującymi implanty, aby po zakończeniu projektu produkt mógł trafić na rynek. – Trwają również konsultacje z chirurgami i transplantologami. Rozmawiamy o ich oczekiwaniach, ustalamy, czy jest możliwe wszczepienie naszych implantów, a także jak szybko implant powinien się metabolizować w organizmie. Ostateczny plan jest taki, żeby sprzedać licencję firmie, która wdroży go na rynek – podkreśla badaczka. 

Autor: Bartłomiej Pawlak (PAP)