Nowy rodzaj hydrożeli jest celem badań lubelskich i hiszpańskich naukowców. Jest szansa, że opracowane substancje będą miały duży potencjał do wykorzystania w biomedycynie, w szczególności w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.
Hydrożele magnetyczne, inaczej ferrożele, budzą ogromne nadzieje badaczy. To nad nimi właśnie rozpoczyna badania grupa polsko-hiszpańska. Dr hab. Mariusz Barczak z Wydziału Chemii UMCS przypomina, że same hydrożele są już dobrze przebadane i mają wiele znanych nam zastosowań. – Najprostszy przykład to soczewki kontaktowe. To struktury mocno nasączone wodą. Właściwością hydrożeli jest właśnie to, że zawierają bardzo dużo wody. Czasem ponad 99 proc., a mimo to nie wyglądają jak woda. Co ciekawe, są bardzo biokompatybilne – bardzo przypominają ludzkie tkanki i są tolerowane przez nasz organizm, stąd też większość zastosowań dotyczy wykorzystania hydrożeli w medycynie czy w biomedycynie do opatrunków na rany.
Dr hab. Mariusz Barczak już wcześniej miał okazję obserwować badania nad hydrożelami prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Granadzie. – Ten ośrodek miał bardzo duże doświadczenie kliniczne. Hydrożele już były wykorzystane, czy do hodowli skóry autologicznej pacjenta, czy do przeszczepów rogówki. Miałem okazję przyglądać się temu, jak uszkodzona czy niesprawna rogówka jest zamieniana przez hydrożel wszczepiony do oka. To się doskonale przyjmuje. Takie operacje są robione standardowo – mówi dr hab. Mariusz Barczak.
Teraz naukowcy pochylą się nad specyficznymi rodzajami hydrożeli, czyli nad hydrożelami magnetycznymi. – To są takie hydrożele, w których dodatkowo mamy rozproszone magnetyczne cząstki, czy nanocząstki. Koncept hydrożeli magnetycznych jest dużo nowszy niż samych hydrożeli. Możemy tu zrobić to, co mogą zrobić inteligentne materiały, czyli możemy sterować uwalnianiem leku. Możemy taki magnetyczny hydrożel wstrzyknąć podskórnie do organizmu i przemieszczać go wewnątrz za pomocą pola magnetycznego. Możemy więc doprowadzić go w pewne miejsce organizmu i tam uwolnić lek. To tak zwane kontrolowane dostarczanie leków. Warto tu zauważyć, że jest jest jeszcze inny ciekawy pozamedyczny obszar zastosowania ferrożeli. To tak zwana miękka robotyka, czyli zdalne sterowanie ruchomymi częściami poprzez systemy manipulacji magnetycznej. Tutaj właśnie wykorzystujemy zjawisko magnetostrykcji, czyli to, że taki ferrożel będzie się kurczył albo rozszerzał. Jeśli do niego podłączone są jakieś części robotów, to oczywiście mogą się odpowiednio poruszać wraz z tym hydrożelem – mówi dr hab. Mariusz Barczak.
Co ważne, projekt będzie realizowany we współpracy z doświadczonymi już naukowcami z Granady. – Będziemy współpracować właśnie z tym ośrodkiem, w którym rozpoczęła się moja przygoda z hydrożelami. Dzięki grupie hiszpańskiej te badania wejdą na zupełnie inny poziom. Trzeba podkreślić ich olbrzymie doświadczenie w tym zakresie, ich doświadczenie biomedyczne, kliniczne – w tej grupie badawczej będą nie tylko naukowcy, ale również lekarze, którzy hydrożele już wykorzystują w praktyce. Uważam to za największą wartość dodaną projektu, która będzie ważna nie tylko dla UMCS-u, ale myślę, że ogólnie dla środowiska lubelskiego. Grupa hiszpańska będzie tutaj wielokrotnie, więc będzie możliwość naukowej interakcji, wymiany idei, a więc może i dyskusji na temat przyszłych projektów.
Badania nad hydrożelami magnetycznymi potrwają 4 lata. Projekt został dofinansowany kwotą 1,5 mln złotych z Narodowego Centrum Nauki.
SzyK / opr. WM
Fot. pixabay.com
