a
kontakt z nami: 785 366 475 redakcja: redakcja@rynekfarb.pl reklama: ad@rynekfarb.pl
Profesjonalnefarby.net
Rynek FarbFarby przemysłowePolimerowe powłoki chronią biosensory

Polimerowe powłoki chronią biosensory

Rozwój elektroniki i postępująca miniaturyzacja zaowocowały specjalnymi bezprzewodowymi sensorami, które można wykorzystać w medycynie. Wszczepione pod skórę, pozwalają one monitorować parametry życiowe 24 godziny na dobę, co jest zbawienne na przykład dla cukrzyków. Niestety nasz organizm wykazuje mniej entuzjazmu dla tego pomysłu. Po implantacji sensora natychmiast otacza go torebką tkanki łącznej, izolując od otoczenia jak groźne ciało obce. Specjalne powłoki polimerowe mogą jednak pomóc oszukać nasze ciało...

biosensory

Fot. Wikimedia Commons

Chroniącymi mikroimplanty powłokami zajmuje się zespół dr Carmen Scholz z Uniwersytetu Alabama. Jak tłumaczy, celem badań jest opracowanie materiału, który będzie działał jak czapka niewidka – sprawi, że sensor stanie się zupełnie niewidoczny dla układu odpornościowego. Wówczas, nieskrępowany łącznotkankową torebką, za pomocą której nasz organizm radzi sobie z intruzami, będzie mógł swobodnie funkcjonować i spełniać swą rolę.

Pierwsze sukcesy już są. Podczas niedawnego projektu badawczego na Uniwersytecie w Dreźnie, w którym dr Scholz brała udział, udało się otrzymać cienką warstwę z blokowych kopolimerów, która była stabilna w warunkach in vitro (w obecności ludzkich komórek w warunkach laboratoryjnych) i nie działała toksycznie na otaczające tkanki. To ważny krok w kierunku w pełni biokompatybilnych (niewidocznych dla układu immunologicznego) sensorów. Powłoki, które tak dobrze spisały się w testach in vitro, będzie można teraz poddać dalszym badaniom – wszczepiając pokryte nimi sensory pacjentom. Tam posłużą do pomiaru poziomu glukozy we krwi, dwutlenku węgla i pH osocza.

Budowa

Badane powłoki składają się z kilku warstw. Wewnętrzna jest najbardziej szczelna, środkowa stanowi barierę dyfuzyjną dla jonów i wilgoci, zewnętrzna natomiast, zbudowana z amfifilowych kopolimerów blokowych (czyli takich, w których monomery tego samego typu zgrupowane są w długie bloki), odpowiedzialna jest za kontaktowanie się z otoczeniem. To ona sprawia, że molekularni „strażnicy” naszego organizmu zostają oszukani i nie dostrzegają we wszczepionym sensorze żadnego zagrożenia.

Funkcje i zastosowania

W ten sposób sensor może bez przeszkody spełniać swą funkcję, mierząc poziom glukozy we krwi u cukrzyków lub dwutlenku węgla u osób mających problemy z oddychaniem. Jak wykazały badania prowadzone przez dr Scholz w ramach projektu Boston Retinal Implant Project, mogą też pomóc osobom, które straciły wzrok w wyniku retinopatii barwnikowej lub starczej degeneracji plamki żółtej. W tym wypadku przed atakiem układu odpornościowego chronić trzeba urządzenia, które wspomagają przekazywanie impulsu nerwowego z siatkówki do mózgu.

I choć już opisane możliwości wykorzystania powłoki przyprawiają o zawrót głowy, to nie wszystko! Dr Scholz zapewnia, że warstwy polimerowe nad którymi pracuje można nanieść na dowolny rodzaj implantów, a także wykorzystać w systemach dostarczania leków. Uwalniając stopniowo na przykład leki zmniejszające opuchliznę, powłoki te mogą przyczynić się do szybszego gojenia się ran po operacjach. Pomagają więc nie tylko biernie, osłaniając implanty, ale i czynnie.

Bez metali ciężkich

Zespół dr Scholz nie jest jedynym, który pracuje nad podobnymi powłokami. Wyróżnia go jednak sposób, w jaki warstwy polimerowe są otrzymywane – nie wykorzystuje się przy tym metali ciężkich. Polimeryzacja z wykorzystaniem tych toksycznych związków jako katalizatorów to standard, ale jeśli chcemy wszczepić później materiał do ludzkiego ciała, trzeba koniecznie je usunąć przed implantacją. A to bywa problematyczne. „Nie używam ich, więc nie muszę się martwić, jak się ich później pozbyć” – kwituje dr Scholz.

Trzymamy kciuki, by eksperymenty naukowców się powiodły i by polimerowe powłoki sprawdziły się jako molekularni strażnicy, przyczyniając się do walki z groźnymi chorobami.

Źródło: University of Alabama