TUL zahájí výuku tkáňového inženýrství

Výuku nového předmětu Tkáňové inženýrství zahájí v příštím akademickém roce Fakulta textilní Technické univerzity v Liberci na katedře netkaných textilií a nanovlákenných materiálů v rámci nové akreditace studijních programů. V těchto dnech již uvedla do provozu novou unikátní laboratoř tkáňového inženýrství, která bude využívána i pro výuku a pro cvičení. Investici ve výši 2,1 milionu korun hradila univerzita z projektu „Rozvojový program vysokých škol“.

K otevření nového studijního předmětu se inspirovali tehdejší vedoucí katedry David Lukáš a tehdy ještě doktorand Petr Mikeš v roce 2010 při absolvování fulbrightovského kurzu „Tissue Engineering“ na School of Bioengineering, Clemson University v Jižní Karolíně v USA.

Podle vyučujícího nově akreditovaného předmětu, doktora Petra Mikeše, umožní laboratoř tkáňového inženýrství na libereckém pracovišti více propojit tradiční vývoj nanovlákenných materiálů určených pro biologické aplikace s výukou. Studenti budou mít k dispozici špičkové a originální vybavení pro výrobu nanovlákenných tkáňových nosičů i pro jejich osídlování buněčnou kulturou. „Laboratoř tkáňového inženýrství jsme vybavili základními přístroji nutnými pro sterilní práci s buněčným materiálem. Máme laminární box, CO2 inkubátor simulující podmínky lidského organismu, Dewarovu nádobu pro zmrazování buněčných linií atd.,“ uvedl Petr Mikeš.

O nový předmět je mezi studenty TUL velký zájem. „Studenti budou v rámci svých závěrečných prací řešit témata zabývající se například vlivem struktury nanovlákenných tkáňových nosičů na adhezi a proliferaci buněk, budou se zabývat vývojem kožních krytů ran apod.,“ dodal Mikeš. Unikátnost laboratoře podle něj spočívá v tom, že vědci jsou schopni v ní zajistit všechny vývojové fáze scaffoldů. „Myslím, že druhá taková laboratoř v Česku není," řekl na dnešní tiskové konferenci Mikeš.

V současné době se v laboratoři pracuje s myšími buňkami pojivové tkáně (fibroblasty). Jejich kultivací, adhezí (přichycením) a proliferací (množením) na různých typech nanovlákenných tkáňových nosičů se zabývá studentka doktorského studia Jana Voříšková (obr.1). „Vyrábíme tkáňové nosiče (scaffoldy), které tvoří podpůrnou strukturu pro buňky, z různých materiálů a různými technikami. Používají se buď specializované buněčné typy (např. buňky chrupavky), nebo buňky kmenové, které diferencují (vyzrávají) ve specializovanější typy tkání. Tento nosič osázený buňkami lze poté implantovat do těla, kde proběhne obnova poškozené tkáně. Ideální je, pokud se scaffold postupně rozpadá (je biodegradabilní) a je nahrazován nově vznikající funkční tkání produkovanou buňkami tkáně. Zajímá nás vliv struktury a složení tkáňového nosiče na chování buněk,“ uvedla Jana Voříšková.

Vyrobené nanovlákenné materiály budou testovány v nové laboratoři s využitím buněčných kultur. „Uvažujeme o využití dalších buněčných typů podle konkrétní aplikace vyrobeného nanovlákenného materiálu,“ dodala doktorandka. Připomněla zároveň, že liberecká univerzita dosáhla úspěchů například při vývoji náhrad chrupavky.

Na vývoji materiálů pro tkáňové inženýrství spolupracuje tým profesora Davida Lukáše od roku 2005 s týmem profesora Evžena Amlera na Ústavu experimentální medicíny a na 2. lékařské fakultě UK Praha. Významných výzkumných výsledků dosáhly vědecké týmy například při vývoji artificiálních chrupavek, kde se využívá biodegradabilních nosičů na bázi netkaných nanovláken v kombinaci s liposomy a jejich následného osídlení buňkami chrupavek. „Naše společné úsilí směřuje k pěstování buněčných kultur na tkáňových nosičích, které mohou nahradit umělé implantáty. Buňky mohou být odebrány přímo od pacienta, odpadá tedy nebezpečí odmítnutí implantátu kvůli “neshodě“ genetického materiálu,“ přiblížil vývoj profesor Lukáš. Připomněl také, že díky společným vývojovým a pedagogickým aktivitám byla vydána dvoudílná publikace „Lékařské textilie“, která bude sloužit jako učebnice předmětu „Tkáňové inženýrství“. Laboratoř tkáňového inženýrství by se podle něj mohla stát také místem a platformou pro mezioborovou spolupráci přírodovědních a technických disciplín na Technické univerzitě v Liberci. „Taková spolupráce jistě přinese novou kvalitu vzdělávání a zvýšení zájmu o tyto disciplíny,“ věří Lukáš.

Technická univerzita v Liberci je také členem nanotechnologického klastru Nanoproges, který se zaměřuje na vývoj technologií pro tkáňové inženýrství. Na 11. mezinárodním veletrhu strojírenských technologií For Industry představil klastr letos v březnu nový Komorový koaxiální spinner. Toto unikátní zařízení pro elektrostatické zvlákňování na výrobu koaxiálních nanovláken vyvinuli společně vědci fakulty textilní a strojní. Liberecká univerzita zveřejnila svůj další výrazný úspěch v oblasti nanotechnologií.

„Jsme si vědomi toho, že běžíme na dlouhé trati. Bude trvat poměrně dlouho, než se vyvinutá zařízení a nové materiály dostanou vzhledem ke složitému ověřování do praxe. V laboratorních podmínkách už ale můžeme výsledky našeho bádání přenášet do výuky a studenti s nimi mohou pracovat. Získají tak velký náskok na poli teoretickém i praktickém,“ řekl profesor Lukáš.

Jaroslava Kočárková