Tkáňoví inženýři vyrobili bioplast na lepení tkání

V novém projektu Wyssova institutu pro biologicky inspirované inženýrství na Harvardu spojili dovednosti z laboratoře a kuchyně. K polysacharidu chitosanu, který se vyrábí deacetylací chitinu ze schránek korýšů, tkáňoví inženýři přidali mikrobiální enzym transglutaminázu. Tento enzym si v poslední době oblíbili kuchaři a výrobci potravin, protože při zpracování potravin dovede slepit proteiny. Často se používá například během výroby produktů z masa nebo ryb.

Ve Wyssově institutu nevyrobili nový typ šunky, ale biologicky rozložitelné a biokompatibilní tkáňové lepidlo. Jejich chitosanový bioplast podporuje srážení krve a dovede provizorně zacelit rány a zastavit krvácení do té doby, než se pacient dostane do nemocnice. Nebo je s ním možné přilepit čerstvé implantáty, případně senzory a další zařízení, když je lékaři potřebují umístit do těla pacienta.

Chitosan se už před časem osvědčil jako vhodný biomedicínský materiál a lékaři ho různým způsobem využívají v léčbě pacientů. Jeho použití je dnes velmi široké, od medicíny a první pomoci až po výrobu biopesticidů pro zemědělství. Podle týmu Wyssova institutu má chitosan dokonce ještě větší potenciál. Problém je v tom, že až do této doby bylo komplikované připojit chitosanový materiál k živé tkáni.

Javier Fernandez a jeho kolegové nalezli odpověď v enzymu transglutamináze, která v potravinářském průmyslu vlastně funguje jako obdoba tkáňového lepidla. A fungovalo to. Chitosanový bioplast lepí dohromady tkáně. Vědci pak namíchali různé typy chitosanového bioplastu, s nimiž je možné lepit různé typy tkání a materiálů. Nejjednodušší možnost představuje prostě vrstva chitosanu, se kterou lze zakrýt zranění. Enzym transglutamináza pak zajistí zafixování chitosanu na požadované místo. Fernandez a spol. to vyzkoušeli na děravých prasečích střevech a prý to fungovalo skvěle. Zátěžové testy ukázaly, že takto upravený chitosan je ve skutečnosti odolnější nežli samotná původní tkáň střev.

Další verzí chitosanového bioplastu je sprej tvořený kapalným chitosanem a kapalným enzymem transglutaminázou. Takový sprej je možné v případě potřeby rychle aplikovat na zranění. Badatelé sprej prověřili na prasečích plicích se simulovaným dýcháním a ukázalo se, že sprej lze využít i k zacelení propíchnutých plic. Sprej s bioplastem jistě nesmírně uvítají i pacienti s vážným způsobem popálení na velké části povrchu těla.

Pro ta úplně nejtěžší zranění, jako je například zranění z dopravních nehod nebo zranění z bojiště, je nejlepší volbou chitosanový bioplast v podobě pěny. Tým Wyssova institutu se zároveň snaží rozšířit možnosti využití chitosanového bioplastu, i když ani ucpávání ran a jejich ochrana před infekcí není k zahození. S novým bioplastem lze k živé tkáni přilepit anorganický materiál, rozmanité biomedicínské implantáty nebo třeba mikrokapalinové čipy. Fernandez slibuje, že s jejich technologií bude v biomedicíně časem možné lepit takřka cokoliv k čemukoliv.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Původní zdroj:

Tissue Engineering Part A online 21. 11. 2016.

Sekundární zdroj:

Wyss Institute 29. 11. 2016.