Dodano: 05 wrzesień 2019r.

Opatrunek z glonów? Polscy badacze chcą wykorzystać okrzemki w medycynie

Polscy naukowcy zamierzają wykorzystać okrzemki i ich zdumiewające zdolności do syntezy krzemionki do produkcji innowacyjnych biokompozytów, z których można by wytwarzać opatrunki na trudno gojące się rany czy odleżyny.

 

Jednym z lepszych źródeł nowych rozwiązań dla technologii czy medycyny jest natura. Podglądając naturę można nauczyć się wielu rzeczy i to ona dała nam chociażby aerodynamiczne kombinezony imitujące skórę rekina, samooczyszczające się farby elewacyjne o budowie zbliżonej do liści lotosu czy budynki wentylowane podobnie jak termitiery. W tym kierunku poszli też polscy naukowcy z sześciu ośrodków skupionych w ramach konsorcjum BIOG-NET. Podglądając okrzemki chcą stworzyć innowacyjne biokompozyty do zastosowań m.in. w medycynie i kosmetologii.

Okrzemki to mikroskopijne, jednokomórkowe glony, które żyją w środowisku wodnym – także na lodzie i w śniegu. Występują na całym świecie. Jest wiele gatunków okrzemek i niektóre z nich żyją osobno, inne w koloniach. Mają też niezwykłą zdolność do syntezy krzemionki o trójwymiarowej, ażurowej nanostrukturze.

 

- W poszukiwaniu rozwiązań dla nowoczesnych technologii bogatym źródłem inspiracji są także mikroorganizmy, a wśród nich okrzemki, budujące pancerzyki z krzemionki o niezwykle złożonej, porowatej nanostrukturze – powiedział cytowany w komunikacie na stronach internetowych Fundacja na rzecz Nauki Polskiej prof. Bogusław Buszewski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, który jest kierownikiem projektu naukowego BIOG-NET. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu TEAM-NET przekazała na badania 21 milionów złotych.

To właśnie pancerzyki okrzemek, a dokładnie sposób syntezy krzemionki, z której zbudowane są pancerzyki, wzbudził zainteresowanie naukowców. Mają średnicę około 10 mikrometrów czyli jednej setnej milimetra. „Chociaż są tak mikroskopijne, mają bardzo ciekawą, porowatą strukturę, a ich powierzchnia jest pofałdowana i pocięta licznymi szczelinami. Ta ażurowość jest cechą, która najbardziej fascynuje naukowców i inżynierów. Dzięki niej, szkielety okrzemek można potraktować jako doskonały punkt wyjścia do opracowania nowej generacji nanomateriałów krzemionkowych, biokompatybilnych z organizmami żywymi” - czytamy w komunikacie.

Ale mogą także spełnia funkcję magazynu dla aktywnych biologicznie substancji, które mogą być uwalniane w zależności od potrzeb. Polscy badacze z konsorcjum BIOG-NET nie są pierwszymi, którzy chcą wykorzystać niesamowite zdolności okrzemek. Wcześniej kilka innych ośrodków naukowych z różnych części świata próbowało wykorzystać okrzemki jako nośniki leków.

Naszym nadrzędnym celem jest stworzenie innowacyjnych kompozytów nanokrzemionkowych. Chcemy wykorzystać szkielety określonych gatunków okrzemek i modyfikować je za pomocą różnych metali – np. rutenu czy srebra – aby nadać im zupełnie nowe, unikalne właściwości. Jednym z przewidywanych przez nas zastosowań tych biokompozytów są nowoczesne opatrunki, posiadające zdolności chłonne bądź też uwalniające określone substancje lecznicze. Opatrunki takie mogą być wykorzystywane w leczeniu trudno gojących się ran, odleżyn lub infekcji skórnych – wyjaśnił prof. Bogusław Buszewski.

Jednak zanim badacze zajmą się tworzeniem opatrunków, najpierw muszą opracować metody wydajnej hodowli okrzemek. Muszą także znaleźć sposób na precyzyjne obrazowanie i modelowanie ich struktur powierzchniowych. Dopiero potem można zająć się modyfikowaniem pozyskanych od okrzemek struktur krzemionkowych.

W projekt BIOG-NET zaangażowanych jest, poza Wydziałem Chemii UMK w Toruniu, także sześć innych ośrodków naukowych w kraju. Są to: Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Szczecińskiego, Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej, Wydział Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej oraz Wydział Biologii i Biotechnologii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

Partnerem strategicznym projektu BIOG-NET są Toruńskie Zakłady Materiałów Opatrunkowych, co stwarza szanse na szybką komercjalizację opracowanych przez badaczy nanomateriałów krzemionkowych. Ale partnerami są także firmy z branży kosmetycznej - Sygnis czy AdvaChemLab. - Zainteresowanie naszymi badaniami przejawiają też firmy farmaceutyczne, producenci suplementów diet i chemii gospodarczej. Inną możliwością jest zastosowanie wyników naszych prac w szeroko pojętej kosmetologii – podkreślił prof. Buszewski.

 

Źródło: Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, fot. CC BY-SA 4.0/ Wikimedia Commons/ Amadalvarez. Na zdjęciu okrzemki pod mikroskopem optycznym – powiększenie 300x.