Kaulo implantai be infekcijų grėsmės: VU mokslininkė kuria tam skirtas biomedžiagas

Implantai ir kaulų pakaitalai be infekcijų rizikos – tokio tikslo siekia Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakulteto (CHGF) podoktorantūros stažuotoja dr. Maab Abdulsamad Ahmed Elsheikh. Mokslininkė kuria biomedžiagas, sujungiančias kalcio hidroksiapatitą – natūralų mineralą, sudarantį didžiąją kaulų ir dantų emalio dalį – su gamtoje randamais antibakteriniais junginiais – propoliu, gvazdikėlių aliejumi, bičių žiedadulkėmis bei eugenoliu. Dvejus metus trukusi stažuotė VU CHGF atvėrė kelią tyrimams, kurie gali tapti pagrindu ateities kaulų ir dantų implantams.

Tyrėjos teigimu, jos darbo rezultatai pirmiausia galėtų būti naudingi biomedžiagų ir regeneracinės medicinos srities mokslininkams, kurie, remdamiesi šiomis žiniomis, galėtų kurti naujas bioaktyvias medžiagas, pasižyminčias geresnėmis biologinėmis savybėmis. Tolesnių tyrimų rezultatai galėtų būti naudingi ir gydytojams bei biomedicinos inžinieriams. Jie galėtų šiais rezultatais remtis kurdami naujus kaulų pakaitalus ir implantų dangas, padedančias palaikyti kaulų regeneraciją ir sumažinti infekcijų riziką. „Labai tikiuosi, kad šie rezultatai padės daugeliui žmonių“, – sako mokslininkė.

Pagrindinė tyrėjos specialybė – odontologija, kurioje hidroksiapatitas naudojamas implantuojant trūkstamus dantis. Doktorantūros studijų metu tyrėja dirbo su kalcio fosfato medžiagomis ir tyrinėjo jų biologinį elgesį implantavus į pažeistą kaulą. Būtent tuomet kilo noras ištirti jų antibakterines savybes, kadangi hidroksiapatitas savaime antibakterinių savybių neturi. 

Odontologijos studijas mokslininkė baigė Elrazi universitete (buvusiame Elrazi medicinos ir technologijos mokslų koledže) Chartume, Sudane, o daktaro laipsnį įgijo Japonijoje, Kiūšiū universitete, specializuodamasi biomedžiagų srityje. Trejus metus dr. M. Elsheikh dirbo odontologe Sudane ir Saudo Arabijoje.

Kalcio hidroksiapatitas yra plačiai žinoma biomedžiaga, turinti ilgą implantacijos ir klinikinio taikymo istoriją dėl puikių biosuderinamumo savybių – implantuota į žmogaus organizmą, ji skatina kaulinio audinio regeneraciją. Tačiau dr. M. Elsheikh tyrimas žengia žingsnį toliau – jos dėmesio centre yra šios medžiagos potencialo ir savybių maksimizavimas, integruojant organinius junginius, kurie suteikia bakterijas naikinančių savybių.

Vieni reikšmingiausių stažuotės rezultatų – kalcio hidroksiapatito darinių, kuriuose yra natūralių organinių junginių, tokių kaip eugenolis / izoeugenolis, propolis, gvazdikėlių aliejus ir bičių žiedadulkės, sukūrimas ir charakterizavimas. Tyrimo metu paaiškėjo, kad sintezės sąlygos ir parametrai reikšmingai veikia hidroksiapatito ir organinių junginių sąveiką, taip darydami įtaką medžiagų fizikocheminėms savybėms ir potencialiam antibakteriniam veiksmingumui. „Šie rezultatai prisidėjo prie geresnio supratimo, kaip bioaktyvius junginius galima integruoti į biomedžiagas siekiant biomedicininio pritaikymo“, – sako dr. M. Elsheikh.

Tyrimo išvados paremtos mokslinėmis publikacijomis ir sudaro pagrindą tolesniems darbams, susijusiems su bakterijas slopinančiomis kaulų pakaitalo medžiagomis.

Stažuotė VU CHGF tyrėjai suteikė puikias galimybes užmegzti ryšius ir bendradarbiauti su institucijomis tiek Lietuvoje, tiek užsienyje. Šalyje bendradarbiauta su Fizinių ir technologijos mokslų centru, o tarptautiniu mastu – su dr. Monikos Mortimer grupe Nacionaliniame cheminės fizikos ir biofizikos institute Taline, Estijoje.

Artimiausiais metais tyrėja planuoja plėsti savo žinias ir toliau tęsti daugiafunkcių biomedžiagų kūrimą kaulinio audinio inžinerijai ir regeneracinei medicinai. Darbą taip pat numatoma plėsti pasitelkiant pažangius charakterizavimo metodus ir in vitro bei in vivo tyrimus, o ateityje tikimasi pasiekti, kad jo rezultatai būtų taikomi medicinos praktikoje, atkuriant kaulus ir užkertant kelią infekcijoms.