Meteor26. září  2015 v 08:05  

Díky českému objevu rostou lidské buňky i na materiálu, který nemají rády

V posledních letech vědci vyvíjejí řadu speciálních materiálů. Ten na snímku je odolný jak vůči vodě (modrá), tak vůči olejům (červená). - Foto:  A. Tuteja, W. Choi

V posledních letech vědci vyvíjejí řadu speciálních materiálů. Ten na snímku je odolný jak vůči vodě (modrá), tak vůči olejům (červená).Foto:  A. Tuteja, W. Choi

Tři české vědecké týmy společně vymyslely způsob, který zjednoduší pěstování „záplat“ na poraněné tkáně.

Příspěvky v Meteoru 26. 9. 2015
01:23 Jak reaguje mozek ve válce
10:17 Jedovatý kyanid na Plutu
14:54 Jak raci udělali skok v evoluci
24:17 Leknín, který unese dítě
40:05 Jste vtipní? Počítač vám řekne
44:23 Nový materiál pro pěstování lidských buněk

S rozsáhlými poraněními kůže, například s popáleninami nebo vředy, si naše tělo neporadí samo. Spálená kůže se nedá opravit. Musí se odstranit a na její místo nasadit nová. Pacientovi se z jiné části těla odřízne malá část kůže, ta se nechá v laboratoři namnožit, vyrůst, a pak se přenese na popálené místo. 

 

Jak reaguje mozek ve válce. Jedovatý kyanid na Plutu. Rak, který se umí sám klonovat. Leknín, který unese dítě. Jste vtipní? Počítač vám řekne. Nový materiál pro pěstování lidských buněk.

Vložit na svůj web

Pěstování tkáně a léčba trvají velmi dlouho. Na obzoru je ovšem výrazné zjednodušení. Postaraly se o ně tři výzkumné týmy vedené prof. Václavem Švorčíkem z Vysoké školy chemicko-technologické, doc. Lucie Bačákové z Fyziologického ústavu Akademie věd a doc. Zdeňky Kolské z Univerzity Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem. 

Výsledkem jejich spolupráce je patent na nový materiál, na němž se může lidská kůže pěstovat. Zajímavé je, že jde o polymerní materiál. Polymery se totiž obecně k pěstování živých buněk nehodí. 

Polymery a ty druhé 

„Materiály se dělí na kovové materiály, skelné a keramické materiály a polymerní materiály. Ty jsou buďto přírodní – přírodní kaučuk, celulóza – nebo syntetické. Polymerní materiál je na rozdíl od ostatních dvou druhů materiál, v jehož molekule se pravidelně opakují takzvané monomerní jednotky. Tím pádem mají naprosto odlišné vlastnosti než materiály další,“ vysvětluje profesor Švorčík. 

Jednou z těchto vlastností je to, že se na jejich povrchu nedaří živým buňkám. Když je povrch pro buňku atraktivní, začne se dělit a množit: nejprve se protáhne, pak se rozdělí jádro a nakonec celá buňka. Na polymerních materiálech však buňky zůstávaly malé a kulaté. Až do chvíle, kdy jim vědci připravili příjemnější prostředí.

Kam si buňka „lehne“ 

„Aby se tam buňce dařilo, musí na povrchu buď vytvořit vrstvu proteinů – bílkovin, anebo jí je tam podstrčíte. Další věc je, že nikdo z nás si nelehne na hladký a tvrdý povrch. Proto se snažíme vytvořit povrch, který je rozumně drsný, buňka si na něj snadněji lehne. Pak je dobře, když je povrch kladně nabitý, buňka je negativní. Vhodnou volbou chemických sloučenin, které na povrch navážeme, jej pro ni zatraktivníme.“ 

V experimentech vědci „opracovávali“ nehostinný povrch polymerních materiálů proudy iontů, laserovými paprsky nebo plazmatickým zářením – zkrátka proudem částic s vysokou energií. S jejich pomocí je možné tu a tam „rozštípnout“ dlouhou polymerní molekulu v místě, kde se k sobě vážou dva atomy uhlíku. 

„Vzniknou takzvané radikály. Ty jsou reaktivní. Když pracujete na vzduchu, dojde v tom místě k interakci s kyslíkem. Získáme na povrchu kyslíkové struktury, které jsou polární. A buňka kromě drsnosti má ráda, i když je povrch mírně polární. Abych to přirovnal: voda, která je polární, mastnou pánev neumyje – povrch je nepolární. Musíte použít jar, který polaritu vyrovná.“ 

Užitečné pozlacení 

Vědci na povrch připraveného polymeru navázali nanočástice zlata. Představa, že zlato s ničím nereaguje, není úplně přesná. Dobře reaguje například s merkaptoskupinami, složenými z atomu síry a vodíku (–SH). Ty jsou mimo jiné zodpovědné za typický zápach nových pneumatik nebo gumového těsnění. 

„My jsme navázali na povrch polymeru něco, z čeho kouká –SH skupina. Nechali jsme to jednoduše interagovat se zlatými nanočásticemi. Tím jsme nanostruktury ukotvili. Na povrchu jsou chemicky navázané, takže se nemohou v žádném případě uvolnit,“ popisuje prof. Václav Švorčík, „dosáhli jsme toho, že povrch je rozumně drsný, mírně polární, a také buňky mají rády, když je mírně elektricky vodivý.“ 

Od kožních záplat k elektronickým zařízením 

Na tomto materiálu by se tedy mohly nerušeně množit zdravé kožní buňky člověka postiženého popáleninami vyššího stupně. Až tkáň naroste do patřičné velikosti, stačí polymerovou fólii přiložit na ránu. Buňky postupně samy ochotně „přelezou“ z cizího materiálu na živé tělo. 

Ale to ještě zdaleka není všechno. Nově vytvořený a patentovaný materiál by se kromě medicíny mohl uplatnit i v elektronice, upozorňuje prof. Švorčík: 

„Elektronici chtějí struktury, kde máte na povrchu izolantu kov, vodič. Struktura polymer-kov je ideální, jenom má obrovskou nevýhodu, že kovy na povrchu polymerů vůbec nedrží. Pro nás je to příznivá zpráva. Ukotvíme na povrch polymerního materiálu pevně chemickou vazbou tu a tam kovové nanočástice. Máme ten povrch jakoby naroubovaný. Další částice, například zlato na zlato, už na sobě daleko lépe drží.“ 

 MP3 Zvukový záznam pořadu najdete po premiéře v našem archivu.

Pořad: Meteor  |  Stanice: ČRo Dvojka
Čas vysílání: sobota 08:05; repríza neděle 02:00  |  Délka pořadu: 52 minut  
 

Nové články v rubrice

  • 23. září  2017 v 08:04     Audio  rubrika: Meteor

    Se Sergejem Krikaljovem o prvenstvích v kosmu a Vánocích na vesmírné stanici

    Legendární ruský kosmonaut Sergej Krikaljov strávil ve vesmíru v součtu více než dva roky a dva měsíce. Byl prvním Rusem na americkém raketoplánu a členem první posádky Mezinárodní kosmické stanice. Současný výkonný...

     
  • 19. září  2017 v 08:04     FotogalerieAudio  rubrika: Meteor

    Minifarma se zvířátky dětem na dosah

    Jaký je rozdíl mezi kozou a ovcí? Co od sebe odlišuje slípku a sněžnou sovu? Odpověď nemusí být kupodivu až tak zjevná. Jak se nejednou přesvědčili pracovníci slovenské minifarmy v Lubině nedaleko moravských hranic.

     
  • 16. září  2017 v 08:04     Audio  rubrika: Meteor

    Život na Zemi vznikl omylem

    Je to jedna z nejstarších otázek lidstva. Jak vznikl život na Zemi? Odpovědi na ni hledají generace myslitelů, filozofů, fyziků, biologů i chemiků, každá jinými cestami a za pomoci jiných vědeckých nástrojů. Tématem...

     

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2017 Český rozhlas

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