Implanty, stosowane w medycynie rekonstrukcyjnej w celu

Nr wniosku: 155932, nr raportu: 18198. Kierownik (z rap.): dr Alicja Utrata-Wesołek
Implanty, stosowane w medycynie rekonstrukcyjnej w celu zastąpienia naturalnych tkanek lub organów,
wykonane są często z materiałów obcych środowisku organizmu. Pomimo, że ich stosowanie jest
konieczne i decyduje o wyniku leczenia, bardzo często powoduje niepożądane reakcje takie jak
zakrzepicę, stany zapalne czy reakcje immunologiczne organizmu. Niespecyficzna adsorpcja protein,
komórek lub innych elementów biologicznych jest obserwowana niemal zawsze, gdy obcy materiał
(polimerowy, ceramiczny lub metalowy) zostaje umieszczony w organizmie. Adsorpcja ta jest wciąż
podstawowym problemem, zagrażającym poprawnemu funkcjonowaniu implantu, pogarszającym
jakość życia pacjenta i zagrażającym powodzeniu leczenia. W ostatnich latach dużym zainteresowaniem
cieszą się powierzchnie zdolne do przeciwdziałania adsorpcji z warstwą wytworzoną na bazie
biokompatybilnych i nietoksycznych polimerów. Badane są polimery hydrofilowe: poli(tlenek etylenu),
jego akrylowe pochodne, polioksazoliny lub polimery zawierające w makrocząsteczce jony obojnacze.
Badania obejmują polimery o strukturze liniowej, rozgałęzionej, a nawet dendrymery. Niestety, nadal
trudno jest wyciągnąć wnioski, korelujące właściwości antyadhezyjne ze strukturą molekularną,
topologią makrocząsteczki, sposobem pokrycia czy grubością warstwy polimerowej.
Głównym celem projektu było ustalenie zależności między strukturą polimeru, właściwościami i
strukturą powierzchni pokrytej polimerami glicydolu, a stopniem niespecyficznej adsorpcji białek na
takiej powierzchni.
Najważniejsze zrealizowane zadania projektu to:
 otrzymanie warstw polieterowych o różnej strukturze łańcucha (liniowe i rozgałęzione
homopolimery glicydolu i jego kopolimery z tlenkiem etylenu), różnych masach molowych i różnej
gęstości szczepienia, z wykorzystaniem metod szczepienia „do” i „od” podłoża oraz charakterystyka
tak otrzymanych powierzchni
 ustalenie zależności pomiędzy strukturą poliglicydolu i jego kopolimerów z tlenkiem etylenu
immobilizowanego na podłożu (składem, topologią), właściwościami otrzymanej powierzchni
(powinowactwo do wody), strukturą powierzchni (gęstość szczepienia, grubość warstwy), a
odpornością takiej powierzchni na adsorpcję białek
 uzyskanie warstw polieterowych na podłożach, które skutecznie redukują adsorpcję fibrynogenu (do
90 % w stosunku do podłoży nie pokrytych badanymi polimerami w zależności od struktury i
właściwości powierzchni), a tym samym zaproponowanie powierzchni, skutecznie zapobiegającej
osadzaniu się protein
Wykorzystanie nowoczesnych metod kontrolowanej polimeryzacji anionowej, a także technik
szczepienia „od” i „do” podłoża umożliwiło modyfikację podłoży stałych polimerami glicydolu o
liniowej i rozgałęzionej strukturze, o ściśle określonych właściwościach. Dokładna charakterystyka
otrzymanych powierzchni poliglicydolowych pozwoliła na uściślenie zależności między strukturą
polimeru, właściwościami i strukturą powierzchni pokrytej polimerem a odpornością takiej powierzchni
na adsorpcję białek. Najefektywniejszymi powierzchniami znacznie redukującymi ilość
zaadsorbowanego fibrynogenu okazały się te pokryte poliglicydolem o najwyższej masie molowej
(struktura o wielopunktowym połączeniu z podłożem przenikających się łańcuchów), liniowymi
kopolimerami glicydolu z tlenkiem etylenu (struktura „szczotki polimerowej” o największej gęstości
szczepienia) oraz rozgałęzionym poliglicydolem o największej gęstości szczepienia. Na podstawie
przeprowadzonych badań możliwe było zaproponowanie powierzchni opartej o poliglicydol obniżającej
osadzanie się protein aż do 90% w stosunku do podłoży nie pokrytych badanymi polimerami.
Medycyna rekonstrukcyjna, to nowoczesna i szybko rozwijająca się dziedzina mająca dostarczyć
implantów o właściwościach ściśle dostosowanych do pełnionych funkcji, nie powodujących reakcji
obronnych organizmu, poprawiając tym samym jakość życia społeczeństwa. Wyniki badań
prowadzonych w projekcie rozszerzyły obecny stan wiedzy dotyczący syntezy i właściwości
powierzchni poliglicydolowych przeciwdziałających osadzaniu się protein oraz wniosły wkład do
zrozumienia zależności między strukturą poliglicydolu i jego kopolimerów z tlenkiem etylenu
tworzących powłokę polimerową, właściwościami i strukturą takiej powierzchnia a jej odpornością na
adsorpcje białek.