Sztuczna tchawica z celulozy

Poniedziałek, 12 lutego 2018 (09:00)

Naukowcy z Politechniki Łódzkiej pracują nad stworzeniem protezy tchawicy z celulozy bakteryjnej. Biomateriał ten jest na tyle odporny i jednocześnie biokompatybilny, że może przejąć funkcje naturalnej tchawicy.

Zespół naukowców z Instytutu Biochemii Technicznej Politechniki Łódzkiej, kierowany przez prof. Stanisława Bieleckiego pracuje nad skonstruowaniem protezy tchawicy z celulozy bakteryjnej. Wcześniej ten sam zespół opracował i skomercjalizował technologię wytwarzania bionanocelulozy oraz opatrunków z celulozy bakteryjnej, do zastosowania w medycynie regeneracyjnej m.in. przy trudno gojących się ranach. Technologię tą kupiła polska firma biotechnologiczna i obecnie wytwarza celulozę bakteryjną do zastosowań medycznych, jako jedyna do tej pory w Europie.

Sama celuloza bakteryjna to biomateriał produkowany przez niepatogenne bakterie z rodzaju Komagataeibacterxylinus (Gluconacetobacte rxylinus). Komórki bakterii w pożywce płynnej z glukozą metabolizują ją do polimeru cukrowego, czyli celulozy. Jak powiedział polskiej Agencji Prasowej dr inż. Przemysław Rytczak z zespołu Bionanocelulozy Politechniki Łódzkiej, charakterystyczną cechą tego typu celulozy jest, że ma ona bardzo wysoki stopień czystości czyli brak w niej lignin, hemiceluloz czy pektyn towarzyszących celulozie pochodzenia roślinnego. Dodał, że ma ona unikalną nanostrukturę i duża zdolność do pochłaniania wody, co powoduje, ze po przeszczepieniu nie będzie odrzucana przez organizm.

Obecne protezy tchawic są produkowane z tworzyw sztucznych, co oznacza iż mają niską biokompatybilność, brak porowatej struktury, co powoduje iż nie mogą przez nie przenikać naczynia krwionośne lub komórki a więc szansa odrzucenia takiego przeszczepu jest znaczna. Jak zauważa dr Rytczak, inaczej dzieje się z celulozą bakteryjną czyli naturalnym polisacharydem. To materiał biokompatybilny, ma unikalną porowatą nanostrukturę, co powoduje iż proteza powinna być bez problemu porastana przez komórki i kapilarne naczynia krwionośne, co znacznie ułatwia przyjęcie przeszczepu.

Naukowcy stworzyli już pierwsze prototypy protezy a badania wytrzymałościowe wykazały iż ma ona podobne parametry do naturalnej tchawicy. Następnym etapem badań jest sprawdzenie czy protezy są porastane przez komórki nabłonka, które naturalnie żyją w tchawicy. Porastanie takie jest bowiem bardzo istotne, bowiem jeśli proces ten się zacznie, wówczas proteza zacznie pełnić swoją naturalną funkcję tj. oprócz przepływu powietrza przez jamę nosową i gardło do płuc, również poprzez komórki nabłonka będzie filtrować zanieczyszczenia, które nie zostały zatrzymane w górnych drogach oddechowych.

MM