Nanotechnologie, které si rádi pustíme k tělu: Neviditelná vlákna léčí a chrání
Současná medicína má díky technologickému pokroku k dispozici skvělé diagnostické a terapeutické nástroje a dosahuje s jejich pomocí významných úspěchů. V praxi se v ní čím dál více prosazují postupy založené na nanotechnologiích. Česká republika v této oblasti patří mezi světovou špičku. Dle odborníků například vynikáme v rychlosti, s jakou dokážeme nový nápad přetavit do prototypu. Tuzemská biotechnologická společnost Contipro zase dosáhla značných úspěchů se zařízením na zvlákňování kyseliny hyaluronové či jiných biopolymerů. Nanovlákna z těchto látek najdou své uplatnění v krytech ran, kde skýtají potenciál zefektivnění hojicích procesů.
Jako nanotechnologie se označují vlákna, drobné částice či jemné vrstvy neviditelné pouhým okem, jejichž základní rozměry se udávají v nanometrech – v tisícinách tisícin milimetrů. Tyto miniaturní struktury lze dnes vytvořit z nejrůznějších materiálů. Pokud jde o využití nanotechnologií v medicíně, v Česku je nedávno proslavily například proticovidové roušky a šátky tuzemské výroby. Velmi jemná nanostruktura v tkanině vytváří bariéru i pro něco tak malého, jako je virus, který díky tomu nepronikne do organismu.
Nanočástice v mRNA vakcínách i nanovlákenná kosmetika
Většina medicínských aplikací však vyžaduje pravý opak, tedy aby se něco do těla dostalo, ať už za účelem terapie, nebo diagnostiky. Z tohoto pohledu nám opět covid přinesl mRNA vakcíny, které obsahují lipidové (tukové) nanočástice. V případě přímých terapeutických postupů je stavebním materiálem nanostruktur aktivní léčivá látka. Nanotechnologie umožňují dostat ji do těla v malé přesně naředěné dávce tak, aby se do příslušného orgánu rychle vstřebala a efektivně v něm pracovala.
„Nanovlákna mají mnoho vlastností, které jsou zajímavé především z hlediska potenciálních aplikací. Lze do nich zabudovat aktivní látky napomáhající hojení, které můžeme pomocí vhodného složení nanovláken uvolňovat velmi pomalu, nebo naopak velmi rychle. Tyto odlišné vlastnosti jsou výhodné například pro ošetřování ran v různých fázích hojení,“ říká Štěpán Vondrovic, vedoucí skupiny zabývající se aplikací nanovláken v české farmaceutické společnosti Contipro. „Další výhodnou vlastností nanovláken je i možnost jejich skladování bez nutnosti použití konzervantů a dalších stabilizačních látek, které bývají často zastoupeny mezi alergeny. Této vlastnosti využíváme v případě námi vyráběné nanovlákenné kosmetiky,“ dodává Štěpán Vondrovic.
Češi ve světové špičce
I díky společnostem jako Contipro se dnes Česká republika řadí ke špičce zemí světa s nejvýkonnější výzkumnou základnou pro nanotechnologie. Jak upozornil předseda Asociace nanotechnologického průmyslu ČR Jiří Kůs, v porovnání s dalšími vyspělými národy v této oblasti, jako jsou Britové, Američané či Izraelci, je v Česku cesta od nápadu k finálnímu prototypu často rychlejší. Pochvaluje si rovněž dobré propojení akademické a obchodní sféry při vývoji nanotechnologií. Právě medicínu přitom považuje za oblast, v níž čeká nanotechnologie velká budoucnost. „Škála biokompatibilních látek, z nichž se produkují nanovlákna pro medicínské účely, se čím dál více rozšiřuje. Velkých pokroků jsme dosáhli například v hojení ran, které bude s nanotechnologiemi probíhat o desítky procent rychleji než při běžných metodách léčení,“ popisuje Jiří Kůs.
Nanoprogram odstartovala kyselina hyaluronová
Východočeská společnost Contipro je předním výrobcem kyseliny hyaluronové (HA), která má široké využití v estetické kosmetice a medicíně. Není žádným překvapením, že právě na bázi této látky se rozběhl i nanotechnologický program společnosti, která je dnes uznávaným dodavatelem strojů produkujících nanovlákna. „V naší společnosti se zaměřujeme na zvlákňování kyseliny hyaluronové společně s dalšími biopolymery. Z toho důvodu firma vyvinula vlastní komerční zařízení, která umožňují zvlákňování jak v laboratorním, tak výrobním měřítku,“ vysvětluje Štěpán Vondrovic z Contipra.
Výsledné medicínské produkty využívající nanostruktury s kyselinou hyaluronovou souvisejí především s hojením ran. Krytí ran s aktivní vrstvou, která obsahuje nanovlákna z HA, podporují hojení a mají dezinfekční účinky. „Nanovlákna z přírodního hyaluronanu v krytí ran po kontaktu s tekutinou ihned gelovatí, čímž zajišťují vlhké prostředí a mají velký potenciál proces regenerace rány významně urychlit. Úpravou základní struktury hyaluronanu lze vlastnosti výsledných krytí optimalizovat. Například získáme nanovlákna, která si udrží svou vlákennou strukturu a tvar i ve vlhkém prostředí místo jejich okamžitého rozpuštění. Stále však zachováváme příznivé vlastnosti kyseliny hyaluronové,“ říká Vondrovic.
Nekončící potenciál
Výzkum společnosti Contipro ukazuje cestu k „zvláknění“ i dalších medicínsky účinných látek. Technickým základem pro experimenty společnosti je 4SPIN – zařízení vlastní konstrukce na výrobu nanovláken. „Na 4SPIN jsme testovali několik materiálů. Výsledky byly zvláště dobré pro přírodní polymery, jako je kyselina hyaluronová, kolagen, želatina a chitosan, a také pro běžné syntetické polymery – polyuretan, polykaprolakton a kyselinu polymléčnou. Je zřejmé, že chemické deriváty a polymerní sloučeniny lze spřádat také,“ popisuje směry výzkumu majitel a CEO společnosti Contipro Vladimír Velebný, jenž je specializací biochemik.
Lékařům různých specializací má v brzké době přijít na pomoc celá škála vylepšených produktů pro účinnější hojení, a to jak vnějších ran, tak i poranění vnitřních orgánů. „Vyvíjíme speciální kryty ran, antiadhezivní membrány pro vnitřní použití, chirurgické gázy, tampony a výplně. Dále pak systémy pro řízené uvolňování léčiv a tkáňové aplikace v rámci tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny. Důraz je kladen na lékařské aplikace založené na biopolymerech,“ přibližuje Velebný.
Oblast nanomedicíny už dosáhla viditelného pokroku též ve vývoji léčiv a jejich zavádění do klinické praxe. Jak ale vidno i na příkladu společnosti Contipro, výzkumníci mají před sebou ještě mnoho úkolů a námětů s potenciálem vylepšení léčebných postupů, a tím i lepší léčby pacientů.
Česká biotechnologická společnost Contipro a. s. už více než 30 let uskutečňuje vizi zdravějšího světa. Přináší biotechnologické inovace, jejichž základem je přirozená regenerativní látka kyselina hyaluronová. Díky vlastnímu výzkumu a vývoji a důrazu na moderní technologie Contipro každý rok přináší na trh inovativní produkty pro farmacii, medicínu a kosmetiku. Společnost se sídlem v Dolní Dobrouči se zařadila mezi světové lídry ve výrobě a výzkumu kyseliny hyaluronové a svoje produkty dodává do 70 států po celém světě.
