Nový materiál, který výrazně zvýší kvalitu syntetických maloprůměrových nanovlákenných cévních náhrad, představil v těchto dnech za velkého zájmu médií vědecký tým profesora Davida Lukáše z katedry netkaných textilií a nanovlákenných materiálů fakulty textilní. Na vývoji se podílel i tým docenta Lukáše Čapka z fakulty strojní. Naši vědci ho vyvinuli v rámci projektu Ministerstva zdravotnictví ČR ve spolupráci s vědci Fakulty vojenského zdravotnictví Univerzity obrany v Hradci Králové a s lékaři Kardiochirurgické kliniky. Nový nanovlákenný materiál výrazně snižuje riziko krevních sraženin a komplikací po operacích srdce. Projekt zaměřený na nanovlákenné cévní náhrady získal letos prestižní Cenu Théophila Legranda za inovace v oblasti textilu přinášejících prospěch lidstvu.
Vědecký tým profesora Davida Lukáše pracoval se svými partnery na vývoj nového materiálu pět let. Impuls k zahájení výzkumu vyšel z kardiologických a kardiochirurgických oddělení, která se musejí vyrovnávat s nedostatkem vlastních štěpů. Ty se pacientům odebírají většinou z ruky nebo nohy a jsou první metodou volby při kardiochirurgických operacích. V řadě případů je ale nelze použít. Potom musí ucpanou cévu přemostit céva umělá (bypas). To dobře funguje u umělých cévních náhrad o větším průměru.
Požadavek kardiochirurgů ale zněl: vyřešit problém u cév o průměru do 6 mm, kde je u dosud používaných náhrad aktuální nebezpečí život ohrožujících krevních sraženin. „U nově vyvinutého materiálu takové riziko nehrozí“, tvrdí člen libereckého týmu Petr Mikeš. Připustil, že úkol to byl náročný vzhledem ke složitosti cévní tkáně, která obsahuje několik typů buněk. Výsledkem výzkumné práce jsou dvouvrstvé cévní náhrady, kde nanovlákenná struktura velmi přesně napodobuje mezibuněčnou hmotu v cévách.
Syntetické cévní náhrady jsou vyráběny technologií elektrostatického zvlákňování z biokompatibilních a biodegradabilních materiálů. Právě biodegradabilita (postupné rozložení v organismu – degradace) je výraznou novinkou a kvalitativním posunem oproti dosavadním nebiodegradabilním cévním náhradám. Použité materiály degradují řádově několik měsíců, je tedy zajištěn dostatečný čas pro tzv. remodelaci (znovuvytvoření) plně funkční tkáně. „Nanovlákenné cévní náhrady svojí jemnou strukturou simulují mezibuněčné prostředí a umožňují do nich pronikat buňkám z cévního řečiště, krve a okolního prostředí. Tyto buňky postupně osidlují prostory mezi vlákny a zároveň si začínají samy produkovat vlastní mezibuněčnou hmotu. V ideálním případě se biodegradabilní materiál rozkládá úměrně tomu, jak se tvoří mezibuněčná hmota produkovaná vlastními buňkami organismu, které osídlily cévní náhradu. Elektrostatické zvlákňování umožňuje produkci vláken, která jsou podobná přirozené extracelulární hmotě, a proto je osidlování buňkami po implantaci usnadněno," uvedla Jana Horáková, která se projektu věnovala v rámci své dizertační práce.
Jak zdůraznil Petr Mikeš, důležitá je také možnost řízení degradace. Rychlost degradace, morfologie vlákenné struktury a mechanické vlastnosti lze řídit složením materiálu. „Syntetické náhrady slouží jako dočasná podpora, buňky do nich infiltrují a vytvářejí si vlastní mezibuněčnou hmotu. Jde o jakési lešení pro buňky, aby se tam infiltrovaly ty správné buňky a vytvořily vlastní orgán, vlastní cévu. V ideálním případě se umělá céva rozpadne a postupně ji nahradí přirozená tkáň, která bude fungovat jako plnohodnotná céva,“ konstatoval Mikeš. Zdůraznil, že biodegradabilní cévní náhrady snižují i riziko nežádoucích reakcí imunitního systému. „Dosahuje se lepší interakce s organismem v porovnání s inertními materiály používanými v klinické praxi doposud,“ dodal.
V laboratoři tkáňového inženýrství na FT TUL již byly vyrobeny stovky metrů nových cévních náhrad. Pod odborným veterinárním dohledem proběhly zkoušky na zvířatech – potkanech a králících. „Dosavadní výsledky jsme vyhodnotili jako velmi slibné. Pokusy in vivo potvrdily funkčnost elektrostaticky zvlákněných cévních náhrad z biodegradabilních materiálů. Proto jsme mohli přistoupit k prvním pokusům na vyšších živočiších – prasatech, zatím však nemáme podrobnější výsledky. Pokusy na zvířatech provádíme co nejšetrněji a omezujeme je na minimum. Bez nich se ale neobejdeme, aby bylo možné přistoupit ke klinickým zkouškám na lidských pacientech,“ uvedl člen Petr Mikeš.
Jana Horáková zdůrazňuje, že nejprve musí úspěšně proběhnout preklinické in vivo zkoušky: „Spěch není na místě, protože jde o rizikovou aplikaci. Pokud nedojde k prokrvení dané tkáně, kterou je zásobována část za implantovanou cévní náhradou, jde o velmi závažnou komplikaci končící zpravidla rychlou smrtí. Vzhledem k náročnosti tohoto výzkumu se klinické zkoušky nepředpokládají dříve než za 4–5 let. Po tuto dobu jsou náklady na výzkum hrazeny z projektu ministerstva zdravotnictví,“ říká.
Naše univerzita se výzkumu a vývoji v oblasti nanovláken a nanotechnologií věnuje řadu let.Tým profesora Davida Lukáše se zaměřuje na výzkum aplikací nanovláken ve zdravotnictví. Zasadil se o to, že se už čtyři roky na naší univerzitě vyučuje i obor Tkáňové inženýrství, který propojil nanovlákenné materiály s biologickými aplikacemi. Dosavadní výsledky jsou podle profesora Lukáše velmi slibné. Neměly by ale vzbuzovat předčasnou naději. „Bude trvat poměrně dlouho, než se vyvinutá zařízení a nové materiály dostanou vzhledem ke složitému ověřování do praxe a než se maloprůměrových cév z nového materiálu dočkají pacienti," říká profesor Lukáš a dodává, že s kolegy pracují i na dalších aplikacích. „Státnímu ústavu pro kontrolu léčiv teď předáváme podklady pro schválení a testování tzv. kožního krytu, který by měl sloužit pro hojení zejména chronických kožních poranění," řekl profesor David Lukáš, vedoucí liberecké katedry netkaných textilií a nanovlákenných materiálů naší fakulty textilní.
J. Kočárková
Foto: Radek Pirkl a Radek Petrášek(1)
Další články v rubrice
Jsou významně vyšší a mají o několik kilogramů víc než děti v roce 1923. Experti z naší KTV porovnávali tělesnou vyspělost české a slovenské mládeže po 100 letech
Rozsáhlé unikátní šetření tělesných parametrů a také kondice zorganizovali v roce 1923 otec a syn Roubalovi a letos, přesně po 100 letech, jejich testy zopakovali odborníci z katedry tělesné výchovy a sportu Fakulty přírodovědně-humanitní a...
Významnou pražskou památku už čistí světlo
Oči tisíců turistů se už nemusejí dívat na nevzhledný zelený biofilm vrostlý do zdiva Malostranské mostecké věže Karlova mostu na levém břehu Vltavy. Zdivo prošlo v zasažených místech důkladnou očistou a dál už se bude čistit samo. Díky slunečním...
Fügnerka, Liďáky, Rybníček… Liberec má jako jediné město zmapované lidové názvy díky projektu Živá jména. Ten teď nově dostal také podobu tištěného atlasu
Takto podrobně a odborně nemá své lidové názvosloví lokalit, ulic a budov zmapované žádné město. Určitě v Česku, a i ve světě je to nejspíš naprosto ojedinělý počin. Autoři projektu Živá jména Liberce, geoinformatik Daniel Vrbík a lingvista Václav...
