Vědci z Lékařské fakulty MU vyvíjejí novou generaci nanomateriálů schopných reagovat na změny v lidském těle

Moderní medicína potřebuje materiály, které se dokážou přizpůsobit prostředí, v němž mají fungovat. Ať už jde o implantáty, materiály podporující hojení nebo systémy pro cílené doručování léčiv, jejich vlastnosti mohou ovlivnit, jak na ně reagují buňky, imunitní systém i okolní tkáně. Výzkumníci z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity (LF MU) proto vyvíjejí katalytické biomateriály, které jsou inspirovány funkcí enzymů a mohou reagovat na změny biologického prostředí. V budoucnu by takové materiály mohly najít uplatnění v celé řadě medicínských technologií – od aktivních povrchů implantátů přes tkáňové scaffoldy a hydrogely až po krytí ran. Na jejich výzkum získali vědci podporu v evropské výzvě Twinning.

„Zabýváme se vývojem katalytických biomateriálů schopných cíleně regulovat reaktivní formy kyslíku v živých tkáních – tedy působit podobně jako enzymy, které tělo přirozeně používá k ,laděníʻ oxidačního stresu a zánětu,“ říká Daniel Wojtas, koordinátor projektu BIO-CAT z Ústavu patologické fyziologie LF MU. „Ve svém základním stavu jsou neutrální, ale dokážou reagovat na určitý podnět. Tato vlastnost z nich činí potenciálně slibný nástroj pro řešení řady zásadních medicínských problémů, ať už jde o infekce, chronické záněty i nedostatečné hojení a regeneraci tkání.“

Specificky se výzkumníci z LF MU zaměří na vývoj materiálů na bázi prvků vzácných zemin, přičemž projekt propojí expertizu pěti institucí ze tří zemí. Zapojeny do něj jsou také britská Heriot-Watt University, která je bude charakterizovat pomocí pokročilého kvantového snímání založeného na nanodiamantech, či Univerzitní nemocnice v Řezně, kde ověří funkčnost materiálů v klinicky relevantních modelech infekce, zánětu a hojení kostí. Projektu se účastní také Asociace nanotechnologického průmyslu ČR a Bavorská výzkumná aliance.

„Propojením materiálové chemie, kvantových technologií, translační biomedicíny a aplikovaného výzkumu vytvoří BIO-CAT platformu pro navrhování inteligentních biomateriálů nové generace,“ dodává Monika Pávková Goldbergová, v jejíž výzkumné skupině Daniel Wojtas působí. Skupina se dlouhodobě věnuje výzkumu biomateriálů a jejich interakce s buňkami a imunitním systémem se zaměřením na biokompatibilitu. Krom samotného výzkumu projekt zahrnuje také mobility a mentoring mladých vědců, odborné workshopy, podporu při přípravě evropských grantů a spolupráci s průmyslem. „Cílem je vytvořit na Lékařské fakultě MU centrum excelence pro katalytické biomateriály a propojit dosud dílčí expertizu do dlouhodobě rozvíjeného výzkumného směru.“

Úspěch BIO-CAT zároveň potvrzuje silnou pozici MU v letošní Twinning výzvě. Z 1 905 podaných projektů z celého programu bylo k financování vybráno 179, tedy 9,4 %. Z České republiky uspělo 15 ze 111 podaných projektů. Masarykova univerzita podala 17 projektů a čtyři z nich získaly podporu, což představuje úspěšnost 23,5 %.