(NE)OBYČEJNÍ: Budoucnost léčby vážných poranění patří nanomateriálům. Liberecká vědkyně vyvíjí hojivé kryty kůže

K oboru nanomateriálů se vlastně dostala náhodou, nikdy ji nenapadlo, že by se tomuto odvětví věnovala. Do Liberce přišla za láskou, studovat sem přijela hlavně kvůli svému partnerovi. Původně se chtěla věnovat textilu nebo architektuře, ale vše se změnilo, když poznala úžasný nanosvět. Pohltil ji a pohlcuje dál, říká vědkyně.

Čím konkrétně se v nanosvětě zabýváte?

Mojí profesí je věda a výzkum v oblasti vývoje materiálů pro medicínské aplikace. Hlavně se zabývám nanomateriály a z nich především nanovlákny. Pracuji sice i s nanočásticemi, které využíváme pro dopravu léčiv, ale hlavně se zabýváme nanovlákny.

Co si pod tím máme konkrétně představit? Vy prostřednictvím nanomateriálů dokážete nahradit část kůže člověka nebo někde v těle něco nahradit či pomocí nanomateriálů spojit?

Materiály, které vyvíjíme, podporují naprosto úžasnou hojivou kapacitu, kterou naše tělo má. Protože kůže, když se říznete, má naprosto neuvěřitelné mechanismy, které dokážou odhojit obrovské věci. Problém nastává, když je rána hodně rozsáhlá, jako popálenina nebo když není pacient úplně zdravý. Například pacienti s diabetem mají problémy s hojením a tam je to velmi obtížné. Velký problém je také, když je rána kontaminovaná. Tedy dostanou se do ní patogenní bakterie, které zamezují hojení. Tak tyto věci řešíme. Buď podporu toho, aby se popálenina dobře zhojila, aby tam nezůstala nekrotizující, mrtvá tkáň, která brání hojení anebo řešíme situaci, když už jsou v ráně bakterie případně virová kontaminace. Vyvíjíme kryty ran nesoucí na sobě léčiva, které se přiloží na ránu. Kryt ránu chrání, protože struktura nanovláken je v tomto dost výjimečná.

Můžete si ji představit jako změť náhodně propojených vláken, která jsou ale tak tenká a mají mezi sebou tak malé póry, byť je jich tam mnoho, že vlastně přes ně neprojde bakterie, ale prochází přes ně plyn. Rána tedy může dýchat, ale nedostanou se do ní bakterie. A když takový materiál má na sobě léčiva, tak je do rány pomalu uvolňuje, bakterie zničí a rána se může lépe hojit. Když taková vlákna vyrobíme, hezky na designujeme z biodegradabilního materiálu, tak oni ještě poté, jak se rozpadají uvolňují látky, které dodávají buňkám palivo na to, aby se hojily a postupovaly v ráně rychleji, rychleji ji hojily a rychleji uzavíraly.

Nanomateriál, když se položí na ránu, tak se sám rozpadne nebo se pak musí sundat? Funguje třeba jako náplast?

To je právě to úžasné na naší práci, že si toto můžete na designovat. I když vypadají vlákna pod mikroskopem stejně, vy si můžete naskládat vlákna, jak potřebujete. Je to jako puzzle, že si naskládáte, že chcete takovou strukturu a do toho tento materiál, který má zrovna pro tuto tkáň tyto výhody. Tak si to poskládáte podle potřeby.

Už dodáváte automaticky do zdravotnických zařízení nebo si kryty objednají? Jak to funguje v praxi?

Bohužel ještě ani jedním způsobem. Medicínský výzkum trvá strašně dlouho. Potřebujete ověřit nejenom, že věc, jíž jste vyvinuli, funguje, ale také to, že není nebezpečná. Což je takové štěstí i neštěstí medicínského výzkumu. Přijdete s nějakým materiálem a pak trvá třeba deset let, než ho můžete na pacienta dát. Ale má to smysl.

My jsme stále ve fází ověřování, protože si chceme být jistí, že to, co děláme, je bezpečné. Navíc legislativa se neustále zpřísňuje, tak že nelze dělat nic nezákonného.

Spolupracujete při výzkumu s lékaři. Obrací se oni na vás s nápady?

Většinou nepřijdou s nápadem, ale přijdou s otázkou nebo problémem. To je pro nás hrozně fajn. Pro nás není nic užitečnějšího než spolupráce s lékaři. Máme skvělé kontakty s libereckou nemocnicí, s Ikemem nebo na biomedicínské centrum v Plzni, kdy oni přijdou, řeknou jaký mají problém. Řeknou, jakou potřebují strukturu a s jakými vlastnostmi a ptají se, zda to dokážeme udělat. Tak že my trošku pracujeme zpět. Není to o jednom materiálu.

Kdy si myslíte, že by se tyto technologie mohly začít používat v reálném životě, v nemocnicích?

Na těch technologiích se pracuje dostatečně dlouho na to, aby se to posouvalo tímto směrem. Vím, že nyní běžely klinické testy na materiály pro hojení ran na bázi polykaprolaktonu, to je syntetický polymer nebo na bázi chitosanu, což je přírodní polymer. Ty jsou nutné proto, aby byly ověřené a vůbec mohly na trh jít. Ale toto je vždy omezené tím, že materiál si musí vybrat firma, musí v něj věřit a musí být ochotná do toho materiálu zainvestovat peníze a uvědomovat si, že je to na dlouhá léta kontinuálních pomalých kroků, aby se to povedlo na trh dotlačit.

Tyto produkty půjdou na trh v dohledné době, protože kůže je z hlediska legislativy nejjednodušší. Ale cokoli implantačního, to trvá strašně dlouho.

Mám ale pocit, že firem, které se věnují nanomateriálům přibývá?

Ano, přibývá. Je jich rozhodně víc. Ale nanomateriály jsou hrozně široký pojem, mají velké průmyslové využití, řada těch firem se jimi zabývá spíš z toho průmyslového hlediska. A upřímně řečeno Česká republika je vlastně takovou kolébkou nanovláken, proto tady funguje celá řada firem, které se zabývají především produkcí nanovláken a které potom rozprodává do světa.

V oboru biomedicíny jich tedy asi tolik nebude. To asi není výzkum úplně pro každého?

V naší republice se tímto oborem zabývají stovky vědců. Ovšem typů materiálů, které se dají využívat pro regenerativní medicínu a pro hojení tkání, je spousta. Nejsou to pouze nanomateriály a nanovlákna, ale i různé porézní 3D struktury, 3D tištěné struktury, což je obrovský trend. Ona je celá řada laboratoří, které se něčím takovým zabývají.

Jak jste se k oboru dostala a co na Technické univerzitě v Liberci děláte, předpokládám už asi nebudete studentka?

Já už studentka nejsem, doktorát mám dokončený. Asi už jsem ve stavu vědkyně, ale mám pocit, že tam se člověk dostává hodně dlouho a neustále se utvrzuji v tom, že vím, že nic nevím. V současnosti vedu laboratoř na CXI (Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace) a měla jsem obrovskou kliku, že jsem během studia dostala možnost pracovat na ústavu a kariéru tam nějakým způsobem budovat a znalosti rozšiřovat.

A co kdyby někdo, kdo si teď náš rozhovor čte, chtěl také tento obor studovat. Asi nestačí, když přijde na univerzitu a řekne, že chce studovat nanovlákna, která nahrazují kůži? Co byste mu poradila?

Já si myslím, že jakmile někdo začne studovat tento obor, tak zjistí, že je hodně široký a bude mít zezačátku problém, co by ho vlastně zajímalo. Třeba v té medicíně je nejenom kůže, ale hodně moc jiných témat. A jsou i studenti ze středních škol, kteří přichází během studia a jdou k nám do laboratoře a chtějí si něco vyzkoušet. S tím máme strašně dobré zkušenosti, jsou to velmi šikovní lidé. Vzpomenu třeba Katku Sulkovou, studentku gymnázia v Turnově, která u nás opakovaně dělala práci pro soutěž ve středoškolské odborné činnosti. Vždycky se hrozně krásně umisťovala a po bakaláři, kterého vystudovala v Praze šla studovat do zahraničí a věnuje se v oboru protinádorové terapii. Jde především o to, aby si studenti našli, co je zajímá a měli o to zájem.