Snažíme se co nejvíc prodloužit životnost implantátů, vysvětluje bioložka

Výběr materiálu, ze kterého je implantát zhotoven, je zásadní nejen pro jeho životnost - Foto: Pavel Pečiva

Výběr materiálu, ze kterého je implantát zhotoven, je zásadní nejen pro jeho životnostFoto: Pavel Pečiva

Tkáňové inženýrství je mladý obor na pomezí medicíny, biologie a techniky. Pomáhá připravovat biologicky optimální náhrady tkání i orgánů. Bioložka Marta Vandrovcová z Fyziologického ústavu Akademie věd ČR popsala v Magazínu Leonardo, jak takové testování nových materiálů pro kostní implantáty probíhá.

„Lidský organismus je pro kov poměrně agresivní prostředí. Jde vlastně o koncentrovaný solný roztok, který může působit korozitvorně a způsobovat následné komplikace. Porušením povrchu implantátu se mohou začít uvolňovat různé ionty, které pak mohou negativně ovlivnit celý organismus.“ 

Samotné hledání těch nejodolnějších materiálů je ale v rukou materiálových inženýrů, chemiků a fyziků. „Ti vědí, které slitiny mají potenciál, případně jak je vylepšit, a na našem oddělení už je samotné testování těchto nových materiálů i jejich povrchových úprav.“ 

„Mezi dnes nejčastěji užívané materiály pro výrobu implantátů jsou koroziodolné oceli nebo titanové slitiny, tedy titan-hlínik-vanad nebo chromkobaltové slitiny,“ upřesnila bioložka. 

„Náhrady se snaží co nejvíce přiblížit tomu nejdokonalejšímu materiálu, kterým je lidská kost. Vyvíjejí se tak, aby měly podobný povrch a mechanické vlastnosti jako hustota, pružnost, ohebnost a další.“

Nerezová ocel se stále používá, ale její mechanické vlastnosti jsou v porovnání s kostí horší. „Je méně pružná, má velkou hustotu, takže je i těžká. Navíc může docházet k různým formám koroze a uvolňování malých částeček, které mohou aktivovat imunitní odpověď pacienta, včetně vyvolání zánětu.“ 

„Titan-hliník-vanad má vlastnosti příznivější, ale zase se z něj může uvolňovat vanad, který je považován za toxický nebo hliník, který je podezřelý ze spouštění Alzheimerovy choroby.“ 

Vzorky materiálů, se kterými laboratoř pracuje, jsou ve formě malých disků nebo plíšků. „Tyto vložíme do kultivačních nádob, což jsou praktičtější Petriho misky a na ně nasadíme buňky, které buď izolujeme od dárců nebo je máme komerčně zakoupené.“ 

„Následně sledujeme chování buněk na materiálu, tedy jak se buňky množí, jestli jsou dobře rozprostřené, jestli produkují typické proteiny nebo jestli dokážou do svého okolí zabudovávat vápník.“ 

Takový pokus může být krátkodobý a trvat týden nebo dva, nebo dlouhodobý. „To nám slouží k tomu, abychom si udělali obrázek, jestli je nový materiál lepší.“ 

„Pokud se do slitiny přidá pro organismus nepříznivá látka, tak je velmi důležité zaručit, aby se látka z implantátu neuvolňovala... Snažíme se, aby životnost implantátu byla co nejvíce prodloužena. Teď je zhruba 15 let.“

„To poznáme třeba tak, že se buňky dobře dělí, mají správný tvar, že spolu komunikují a mají různé výběžky. Pokud se ale buňce na materiálu nelíbí, tak je kulatá, nekomunikuje a je odsouzena k sebevraždě. Zatímco když je dobře rozprostřena, tak je to indikátor pro nás, že ten materiál je dobrý.“ 

A co se děje poté, co vědci posoudí vztah materiálu a buněčných vzorků? „Výsledky zpracujeme a sepíšeme do odborné publikace, kterou zasíláme do mezinárodních odborných časopisů. Recenzní řízení i odborná komise schválí, že je pokus dobře navržen a článek splňuje všechny náležitosti.“ 

„Zabýváme se základním výzkumem, takže naším produktem není implantát, ale publikovaná informace o možném zlepšení. Aby se tato rozšířila mezi odbornou veřejnost, tak ji publikujeme. Týmy, které se věnují aplikovanému výzkumu mohou naše poznatky využít a dostat se třeba až ke klinickým testům“ shrnula Marta Vandrovcová. 

Autor:  Jaroslav Skalický  (jas), Ondřej Čihák
Pořad: Magazín Leonardo  |  Stanice: ČRo Plus
Čas vysílání: pondělí-pátek 14:35 a 20:40, repríza neděle 14:33  |  Délka pořadu: 26 minut  
 

Nové články v rubrice

 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Meteor

Houby proti rakovině?

Na světě se vyskytují miliony druhů hub a plísní. Dodnes vědci popsali asi 120 000 z nich, každý rok...

Příroda

Predátoři pomáhají kořisti k adaptaci na oteplení

Pokud čelí živočichové tlaku dravců, přizpůsobí se mnohem snáze i dalším nepříznivým vlivům včetně rostoucích...

Planetárium

Další cesta za zatměním a hmota ze vzdálených supernov

Koně Převalského na Dívčích hradech, další vlčata z Českolipska a íránský test nové nosné rakety.

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2018 Český rozhlas

Tento web používá k analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace