Superlepidlo na lidské kosti od mořských červů

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 03. září 2009

Napsal Anna Průchová

Drobný mořský červ Phragmatopoma californica si staví schránky ze zrnek písku, které drží pohromadě extrémně účinné lepidlo. Vědci z univerzity v Utahu nyní syntetizovali látku s podobnými vlastnostmi, která by mohla mít široké uplatnění v lékařství i v průmyslu.

Ke stabilizaci úlomků kostí se v medicíně tradičně používají kovové komponenty, jako jsou hřeby, šrouby či dlahy. „Přirozené biodegradabilní lepidlo, které by udrželo pohromadě roztříštěnou kost a organismus ho dobře snášel, by bylo pro náhradu kovových součástek ideální. Hodilo by se zejména pro rekonstrukci malých kostí,“ vysvětluje Russell Stewart z univerzity v Utahu.

S nápadem použít při léčbě zlomenin přírodní lepidla přišli vědci už v 80. letech minulého století, když zkoumali adhezivní látky produkované mořskými měkkýši. “Přesto ani dnes, po bezmála třiceti letech, nemáme žádnou klinicky použitelnou látku,“ říká Stewart. Nároky kladené na takové lepidlo jsou značné. Lepidlo se musí pevně vázat na kosti, účinkovat i na vlhkém povrchu a nesmí se v tělesných tekutinách jen tak rozpustit. Zároveň by ale mělo být biodegradabilní, aby ho organismus mohl po zahojení lehce odbourat a nezůstávalo trvale v těle. V neposlední řadě musí tělo látku dobře snášet, aby nedocházelo k nežádoucí imunitní reakci a nepoškozovala se zdravá tkáň.
 

Stewart se svým týmem zkoumal vlastnosti lepidla, které produkuje drobný mořský červ druhu Phragmatopoma californica. Phragmatopomy žijí v přílivové zóně moří, měří necelé tři centimetry a staví si schránky z písku a úlomků lastur. Kolonie červů pak vytvářejí celé útesy, jejichž vzhledu připomínajícím hrady z písku vděčí za svůj anglický název (sandcastle worm).

Vědci zjistili, že phragmatopomy využívají k vytvrzení lepidla změn pH. Zatímco při nízkém pH v těle živočicha zůstává materiál v tekutém stavu, v kontaktu s vyšším pH mořské vody postupně tuhne. Vědci se tím inspirovali a vytvořili syntetické lepidlo z polyakrylátu, které pracuje na stejném principu. „Materiál je tekutý, a ačkoliv je ve vodě rozpustný, s vodou se nemísí,“ říká Stewart. Nové superlepidlo z laboratoří univerzity v Utahu je dokonce dvakrát silnější než jeho přírodní vzor. Prošlo už testy na kulturách lidských buněk a byla zahájena pilotní studie zaměřená na jeho použití ke stabilizaci kostních úlomků. Zkoumá se také jeho schopnost dopravovat k úlomkům léky proti bolesti, antibiotika či látky podporující hojení.


„Látka je unikátní v tom, že na rozdíl od dostupných lepidel pevně lne i k vlhkým povrchům a nesklouzává z místa poranění. Práce s ním je proto velmi snadná,“ vysvětluje Jeffrey Karp z Women's Hospital v Bostonu. Vědci věří, že se superlepidlo uplatní zejména při stabilizaci malých kůstek a úlomků. Nebylo by již nutné zajišťovat úlomky kovovými hřeby. Značného využití by mohlo dosáhnout také ve špatně přístupných částech těla, například v okolí kloubů a při úrazech hlavy. Bez nutnosti otevřených chirurgických zákroků by se také značně zlepšily kosmetické výsledky po zhojení rány.

Video ilustrující tvorbu schránky pomocí lepidla.

Zdroj:

• GRAVITZ, Lauren. Bone-setting Glue . Technology Review : Published by MIT [on-line]. <http://www.technologyreview.com/>
• STRICKLAND, Eliza. Screws Lose: A Worm’s Underwater Glue Could Help Repair Bones. Discover : Science, Technology and Future [on-line].  <http://www.biotech-weblog.com/>