Kaulo implantacija dažnai būna ne tik gijimo, bet ir kovos su infekcijomis pradžia. Didėjant antibiotikams atsparių bakterijų skaičiui, mokslininkai visame pasaulyje ieško būdų, kaip apsaugą nuo infekcijų integruoti į pačius implantus. Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakultete (CHGF) podoktorantūros stažuotę atliekanti mokslininkė dr. Gabrielė Meižytė kuria biokeramiką, kuri ateityje galėtų ne tik padėti atkurti pažeistą kaulinį audinį, bet ir slopinti bakterijų plitimą.
Medžiagos, saugančios nuo infekcijų
„Tokių medžiagų poreikis kaulinio audinio regeneracinėje medicinoje yra itin didelis, ypač ortopedijos ir odontologijos srityse. Didėjant antibiotikams atsparių mikroorganizmų paplitimui, vis aktualesnis tampa biomedžiagų, pasižyminčių antibakterinėmis savybėmis, kūrimas. Šiuo projektu siekiama medicinoje naudojamas sintetines kalcio fosfatines medžiagas praturtinti antibakteriniais reagentais, užtikrinant jų laipsnišką atpalaidavimą implantuojamoje vietoje. Tai leistų slopinti uždegiminius procesus ir, tikėtina, sumažintų implanto atmetimo riziką“, – sako dr. G. Meižytė.
Šiuo tikslu mokslininkė įgyvendina podoktorantūros projektą „Naujas būdas kalcio hidroksiapatito biokeramikai funkcionalizuoti: kelias nuo biosuderinamos medžiagos iki pažangių funkcinių medžiagų, pasižyminčių antibakterinėmis savybėmis“. Jame ieškoma inovatyvių sprendimų – kaip sukurti medžiagas, kurios ne tik atkurtų pažeistą kaulinį audinį, bet ir, pasižymėdamos antibakterinėmis savybėmis, apsaugotų nuo infekcijų po implantacijos.
Kaip kuriamos biomedžiagos, atkartojančios žmogaus kaulą
Mokslininkė pažymi, kad nors komercializavimo potencialas egzistuoja, kelias iki praktinio pritaikymo yra ilgas: „Galimi du keliai – teorinis (ikiklinikiniai tyrimai, gamybos kokybės sistema, ES sertifikavimas) arba bendradarbiavimas su pramonės partneriais ar implantų gamintojais, turinčiais reikiamą infrastruktūrą ir patirtį.“
Per dvejus metus ji tikisi sukurti patvarias tam tikro dydžio kompozitų granules, pasižyminčias antibakterinėmis savybėmis ir kontroliuojamu tirpumu fiziologinėje aplinkoje. Didžiausias mokslininkės iššūkis – parinkti optimalias sintezės sąlygas, kurios leistų išlaikyti pageidaujamas granulių savybes galutiniame kompozite. Antibakterinių savybių tyrimus planuojama atlikti bendradarbiaujant su kolegomis iš Gyvybės mokslų centro bei Fizinių ir technologijos mokslų centro.
Dr. G. Meižytės tyrimai atspindi vieną svarbiausių šiuolaikinės biomedžiagų mokslo krypčių – siekį kurti ne tik veiksmingas, bet ir tvarias medžiagas. Kurdama naujus kompozitus, mokslininkė remiasi žaliosios chemijos principais: naudoja lengvai prieinamą gamtinę žaliavą – kalcio sulfatą, sintezę vykdo žemoje temperatūroje, o organinių tirpiklių atsisako visiškai.
„Šis metodas leidžia ne tik sumažinti energijos sąnaudas ir poveikį aplinkai, bet ir gauti medžiagą, kurios savybės yra artimesnės natūraliam žmogaus kaului. Žema sintezės temperatūra svarbi ne vien dėl aplinkosauginių privalumų. Ji leidžia išgauti mažo kristališkumo medžiagą, kuri žmogaus kaulinį audinį primena ne tik chemine sudėtimi, bet ir mikroskopine struktūra. Tokios biomimetinės medžiagos šiandien sulaukia vis didesnio mokslininkų dėmesio visame pasaulyje, nes laikomos viena perspektyviausių regeneracinės medicinos krypčių. Todėl šis projektas įsilieja į tarptautines biomedžiagų tyrimų tendencijas, kuriose vis daugiau dėmesio skiriama ne tik medicininiam efektyvumui, bet ir tvarumui“, – aiškina tyrėja.
Nuo Oksfordo iki Vilniaus
Podoktorantūros stažuotė VU CHGF – tai ne tik profesinis žingsnis, bet ir sugrįžimas į Lietuvą. „Jaučiu norą atsidėkoti Lietuvai, nes čia užaugau. Siekiu prisidėti prie Lietuvos ateities kūrimo ir mokslo stiprinimo, nuveikti prasmingų ir visuomenei naudingų darbų. Vilniaus universiteto mokslinėje bendruomenėje tikiuosi kurti ryšius, domėtis kolegų vykdomais tyrimais ir bendradarbiauti. Ateityje noriu tęsti savo mokslinius tyrimus, o galbūt ir plėsti jų kryptis ir žengti į naujas sritis“, – pasakoja mokslininkė.
Dr. G. Meižytė savo mokslinį kelią pradėjo Jungtinėje Karalystėje – magistro laipsnį įgijo Glazge, o daktaro – prestižiniame Oksfordo universitete. Vilnius tapo ne atsitiktine, bet apgalvota stotele mokslinėje kelionėje. Ji VU CHGF pasirinko dėl dviejų priežasčių – kvalifikuotos komandos ir tinkamos infrastruktūros: „Prof. Aivaras Kareiva ir doc. Inga Grigoravičiūtė, mano tiesioginė vadovė, turi daugiau nei dešimtmetį patirties šioje srityje. Be to, fakultete yra visa reikalinga įranga medžiagų sintezei ir jų apibūdinimui, o dėl bendradarbiavimo su kolegomis iš kitų mokslinių institucijų atsiveria galimybės atlikti susintetintų kompozitų antibakterinių savybių tyrimus.“
Mokslininkės akademinė kelionė nuosekliai formavo jos mokslinius interesus. Sprendimą gilinti žinias biokeramikos srityje lėmė ne tik mokslininkės patirtis, bet ir siekis kurti pridėtinę vertę: „Pamačiusi galimybę dalyvauti podoktorantūros stažuotės konkurse, supratau, kad turiu tam reikalingos patirties ir galiu nuveikti ką nors gero ir naudingo sintetinių kaulo pakaitalų kūrimo srityje.“ Mokslininkę itin žavi medžiagų tyrimai molekuliniu lygmeniu, leidžiantys giliau suprasti jų veikimo mechanizmus ir kryptingai ieškoti naujų taikymo galimybių.
About the Author
