Lidé jsou v dnešní době obklopeni všemi možnými výdobytky civilizace, které jim sice usnadňují život, ale za cenu stále častějšího výskytu civilizačních chorob. Kromě nemocí kardiovaskulárního systému je postižena i pohybová soustava, včetně kostí, kloubů a také zubů.
Mimo nepříliš úspěšnou osvětu a prevenci se vyvíjejí nové léčebné postupy, jako je tkáňové inženýrství, ve kterém se pomocí kombinací umělých a biologických složek vytváří náhrady tkání a orgánů. Jsou obvykle konstruovány z kovu či plastů a důležité je, aby splynuly s tkáněmi pacientů.
Zde se dlouho studuje chemické složení, aby implantáty vydržely co nejdéle. Tým Dr. Lucie Bačákové z Fyziologického ústavu AV ČR, se věnoval jinému důležitému problému, fyzikálním a mechanickým vlastnostem „umělého“ povrchu.
Ten by měl být v případě kloubních a zubních náhrad zapuštěných do kosti co nejatraktivnější, aby se spojovací buňky a osteocyty co nejlépe uchytily, rostly, množily se a vlastně splynuly s náhradou.
V letošní studii této úspěšné skupiny byla povrchová vrstva materiálu cíleně zdrsněná tak, aby velikost nerovností byla v nanorozměrech, odpovídajích nanoarchitektuře přirozené extracelulární i buněčné membrány, konkrétně velikosti různých zvlnění na molekulách mezibuněčné matrix ECM nebo adhezních receptorů na buňkách.
Spoluautorka publikovaného článku Dr. Marta Vandrovcová vysvětluje další zlepšení přilnutí buněk: „Také jsme na studovaný povrch nanesli vrstvu oxidu titaničitého (TiO2). Definovaná nanostruktura povrchu materiálu i jeho optimální smáčivost, v našem případě zlepšená aplikací TiO2 ve formě čtverečného minerálu anatasu, zvýšila adhezi, růstovou aktivitu i osteogenní (kostní hmotu vytvářející) diferenciaci u lidských kostních buněk, jak je vidět z přiloženého obrázku.“ Dále uvádí, že tyto biokompatibilní a bioaktivní vrstvy zároveň zabraňují korozi materiálu a jsou tak dobrou prevencí uvolňování cytotoxických a imunogenních substancí z výchozího materiálu náhrady.
Pro TiO2, který je široce používán jako bílý pigment, barvivo v potravinářství a jako účinná složka některých opalovacích krémů, se otevírá nová úloha v bionice a transplantologii. Studie byly zatím provedeny v podmínkách buněčných kultur, ale dosažené výsledky jsou nadějné i z praktického hlediska, protože pomohou zvýšit stabilitu ortopedických a stomatologických implantátů v našich organismech, čemuž se bude tento výzkumný tým Fyziologického ústavu AV ČR také věnovat.
– TZ AV ČR –
