Díky technologickému pokroku se v moderní medicíně čím dál častěji objevují nanomateriály, které se dokážou přizpůsobit prostředí, v němž mají fungovat. Bývají součástí nejrůznějších implantátů, látek podporujících hojení nebo systémů pro cílené doručování léčiv, jejichž vlastnosti mohou výrazně ovlivnit, jak na ně reagují buňky, imunitní systém či okolní tkáně.
Právě na tuto oblast se nyní soustředí i výzkumníci z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity (LF MU), kteří vyvíjejí katalytické biomateriály inspirované funkcí enzymů, jež zvládnou reagovat na změny biologického prostředí. V budoucnu by mohly najít uplatnění v celé řadě medicínských technologií – od aktivních povrchů implantátů přes takzvané scaffoldy (tkáňové kostry poskytující buňkám mechanickou oporu) a hydrogely (vysoce hydratovaný materiál umožňující mimo jiné transport živin) až po krytí ran.
„Zabýváme se vývojem katalytických biomateriálů schopných cíleně regulovat reaktivní formy kyslíku v živých tkáních – tedy působit podobně jako enzymy, které tělo přirozeně používá k ‚ladění‘ oxidačního stresu a zánětu,“ říká Daniel Wojtas, koordinátor projektu z Ústavu patologické fyziologie LF MU.
Schopnost těchto biomateriálů reagovat na určitý podnět z nich podle něj činí potenciálně slibný nástroj pro řešení řady zásadních medicínských problémů. K nim mohou patřit například různé infekce, chronické záněty nebo již několikrát zmiňované potíže s hojením a regenerací tkání.
Projekt uspěl ve velké konkurenci
Český výzkum, v němž se vědci zaměří především na vývoj materiálů na bázi prvků vzácných zemin, bude důležitou součástí rozsáhlejšího mezinárodního projektu BIO-CAT, který začne fungovat od ledna 2027 a propojí expertizu pěti institucí ze tří zemí. Zapojí se do něj i britská Heriot-Watt University, jejíž výzkumníci budou charakterizovat zmíněné prvky vzácných zemin pomocí pokročilého kvantového snímání založeného na nanodiamantech, či Univerzitní nemocnice v Řezně, kde ověří funkčnost materiálů v klinicky relevantních modelech. Mezi další účastníky pak patří také Asociace nanotechnologického průmyslu ČR a Bavorská výzkumná aliance.
„Propojením materiálové chemie, kvantových technologií, translační biomedicíny a aplikovaného výzkumu vytvoří BIO-CAT platformu pro navrhování inteligentních biomateriálů nové generace,“ vysvětluje Monika Pávková Goldbergová, v jejíž výzkumné skupině Metals in Medicine (Kovy v medicíně) působí i Wojtas.
Skupina jako taková spadá pod Ústav patologické fyziologie LF MU a zaměřuje se právě na interakce kovových biomateriálů používaných v implantátech. „Naším cílem je vytvořit na Lékařské fakultě MU Centrum excelence pro katalytické biomateriály a propojit dosud dílčí expertizu do dlouhodobě rozvíjeného výzkumného směru,“ dodává Pávková Goldbergová.
Vznik centra excelence umožní i fakt, že LF MU s projektem uspěla v letošní grantové výzvě Evropské unie Horizon Europe Twinning. Té se účastnilo celkem sto jedenáct projektů z Česka, nakonec jich ale uspělo pouhých patnáct. I to podle vědců jasně dokazuje, že potenciál BIO-CATu je obrovský.
ČLÁNKY DO MAILU