Na choroby oczu oraz różnego rodzaju urazy gałki ocznej cierpi

Nr wniosku: 150315, nr raportu: 1864. Kierownik (z rap.): dr inż. Maria Magdalena Grolik
Na choroby oczu oraz różnego rodzaju urazy gałki ocznej cierpi ponad 15 milionów ludzi
na świecie. Znaczną część tych patologii stanowią choroby genetyczne oraz mechaniczne, termiczne
lub chemiczne uszkodzenia rogówki. U wielu pacjentów leczenie farmakologiczne nie pozwala
na przywrócenie pierwotnych funkcji rogówki. W takich przypadkach nierzadko jedyną szansą
na przywrócenie widzenia jest wykonanie przeszczepu rogówki. Choć liczba przeprowadzanych w ostatnich
latach przeszczepów rogówki w Polsce wzrasta, to liczba pacjentów oczekujących na przeszczep wcale
się nie zmniejsza. Obecnie czas oczekiwania na zabieg przeszczepienia rogówki wynosi minimum
24 miesiące. Jednakże nie we wszystkich przypadkach chorób czy urazów powierzchni oka konieczna
jest transplantacja całej tkanki. Szybka pomoc lekarza okulisty może uratować rogówkę dzięki
wykorzystaniu stosunkowo nowej metody, jaką jest przeszczep komórek nabłonka rogówki
z wykorzystaniem błony owodniowej jako podłoża hodowlanego. Terapia polega na zastąpieniu chorobowo
zmienionej tkanki warstwą komórek nabłonkowych namnożonych w laboratorium. W leczeniu opartym
na hodowli komórkowej w razie konieczności przeszczep może być powtórzony dzięki pobraniu od pacjenta
niewielkiej ilości komórek rogówki niezbędnej do hodowli. Dodatkowo technika ta pozwala zidentyfikować
typ hodowanych komórek i ich potencjał mitotyczny, co zwiększa szanse powodzenia zabiegu.
Niestety koszt pozyskania błony owodniowej jest stosunkowo wysoki, co automatycznie ogranicza ilość
wykonywanych zabiegów. Dlatego w odpowiedzi na realne potrzeby postawiono sobie na celu otrzymanie
całkowicie innowacyjnego, wykazującego zdolność do całkowitej biodegradacji polimerowego podłoża
hodowlanego będącego łatwo dostępnym, tanim i skutecznym zamiennikiem błony owodniowej. Uzyskany
materiał ma spełniać rolę tymczasowej błony podstawnej dla nowo wyhodowanego wielowarstwowego
arkusza komórkowego.
Oczekuje się iż otrzymane w wyniku realizacji projektu rezultaty mogą dostarczyć wielu interesujących
danych zarówno dla sektora medycznego jak i farmaceutycznego. Wykorzystanie proponowanego
nowatorskiego rozwiązania w badaniach klinicznych zapoczątkowałoby rozwój tego typu badań
i przyczyniłoby się do poprawy jakości opieki zdrowotnej w całej Polsce i Europie. Bezpośrednio
pozwoliłoby to na znaczne zwiększenie liczby wykonywanych zabiegów oraz diametralne skrócenie czasu
oczekiwania pacjentów na przeszczep.
Planowany do otrzymania materiał bazował głównie na polimerach naturalnych i łatwo dostępnych.
Jednoetapowa synteza układu nie wymagała skomplikowanej aparatury dzięki czemu koszty
utworzenia biomateriału były niewielkie. Uzyskanie gotowej do rozpoczęcia hodowli membrany zajmuje
maksymalnie 3 dni.
Wykorzystywanym w projekcie materiałem był głównie chitozan - biodegradowalny, bakteriobójczy
polisacharyd pozyskiwany z chityny - podstawowego składnika budulcowego skorupiaków morskich
czy pancerzy owadów. Cechuje się właściwościami przeciwgrzybiczymi oraz antybakteryjnymi, a fakt,
że jest on polimerem łatwo dostępnym oraz tanim jest istotny w kontekście potencjalnych praktycznych
zastosowań otrzymanych materiałów. Do chemicznego sieciowania biopolimerów, takich jak chitozan
(posiadających w swojej strukturze grupy aminowe) stosuje się zazwyczaj aldehyd glutarowy substancje silnie toksyczną, mogąca negatywnie wpływać na biokompatybilność materiału.
Dlatego w projekcie zdecydowano się na zastąpienie go 5 000 - 10 000 razy mniej toksycznym, całkowicie
naturalnym związkiem jakim jest genipina. To substancja pozyskiwana z owoców gardenii
(z łac. Gardenia jasminoides Ellis) - ozdobnego, niewielkiego, wiecznie zielonego krzewu hodowanego
na parapetach przez połowę polskiego społeczeństwa. W celu polepszenia właściwości mechanicznych
do układu wprowadzono dodatkowe składniki czy to białka (w postaci białek fibrylarnych - kolagenu,
elastyny, keratyny), polisacharydy (hydroksyprpuloceluloza) lub związki organiczno - nieorganiczne
(surfaktant silikonowy otrzymany w wyniku przyłączenia fragmentów wyższych kwasów tłuszczowych
oraz fragmentów łańcucha glikolu polietylenowego do cyklicznego monomeru silikonowego).
Otrzymane rusztowania wykazuja właściwości fizykochemiczne zbliżone do właściwości macierzy
międzykomórkowej, dzięki czemu charakteryzuje się wysoką biokompatybilnością.