Svila za oči in kolena

Svila je že tisočletja cenjena zaradi svojih lastnosti in slovi kot čudovit material za elegantna oblačila. Toda znanstveniki zdaj izkoriščajo manj znane lastnosti svile, da bi razvili vsestranske nadomestne dele za človeške oči in kolena.

»Svila ima velik potencial za uporabo pri razvoju materialov, ki imajo enake funkcionalne lastnosti kot zdravo tkivo, brez negativnih učinkov, ki jih imajo tradicionalni vsadki,« je dejal dr. Nick Skaer, izvršni direktor biomedicinskega podjetja Orthox s sedežem v Združenem kraljestvu. »Prepričan sem, da bomo zelo kmalu, že v nekaj letih, lahko videli, kako to vsestransko vlakno izpolnjuje najrazličnejše klinične potrebe.«

Obstajajo dobri razlogi za uporabo svile v nadomestnih delih za človeško telo. Ta »supervlakna« so trpežna, izredno prožna, prepustna za kisik in vodo, biokompatibilna, stabilna in vsestranska, saj jih lahko oblikujejo v trdno snov, mrežo ali gel. Poleg tega preprečujejo okužbe in podpirajo regeneracijo novega tkiva.

Živa bitja, ki jedo plastiko

Šibka kolena

Skaer je član raziskovalne skupine FibroFix Cartilage, ki se ukvarja s preoblikovanjem svile v nadomestni kolenski hrustanec. Še letos se bo na Madžarskem in v Združenem kraljestvu začelo klinično preizkušanje v upanju, da bodo tovrstni ortopedski vsadki kmalu na voljo bolnikom.

Če je kolenski hrustanec poškodovan in se razvije osteoartritis, lahko bolniku operativno vstavijo umetno koleno (artroplastika). Boleče stanje namreč povzroča drgnjenje kosti v sklepih in zmanjšuje gibljivost. To je zelo razširjena težava, saj pri Evropejcih obstaja kar 45-odstotna možnost, da se pri njih razvije osteoartritis. Tveganje se povečuje s starostjo in telesno težo. Po ocenah zdravljenje te bolezni evropske države vsako leto stane več kot 7,2 milijarde evrov in ti stroški nenehno naraščajo.

Operacija zamenjave kolena ima dokaj dobre rezultate, vendar je draga, boleča, okrevanje pa je dolgotrajno. Poleg tega je zapletena in težko popravljiva, če gre kaj narobe. Vsadki na osnovi svile ponujajo zanimivo rešitev za vse te pomanjkljivosti.

Material fibrofix je v celoti izdelan iz beljakovine svile, tako imenovanega fibroina, ki ima skoraj enake mehanske lastnosti kot pravi hrustanec. »Je močan in spolzek kot hrustanec ter se upogne, ko pritisnemo nanj,« je pojasnil Skaer.

Operacija zamenjave kolena ima dokaj dobre rezultate, vendar je draga, boleča, okrevanje pa je dolgotrajno. Poleg tega je zapletena in težko popravljiva, če gre kaj narobe. Vsadki na osnovi svile ponujajo zanimivo rešitev za vse te pomanjkljivosti. FOTO: Shutterstock

Tak vsadek se vstavi v koleno v suhem, stisnjenem stanju. Po vstavitvi se hitro napolni s tekočino iz okoliškega tkiva, vsadek tako nabrekne in ustvari blazini podobno pregrado med kostmi. Pomembno je, da ta porozni material podpira tudi regeneracijo tkiva. Beljakovina svile je opora za rast kosti in vezivnega tkiva, tako da se začne obnavljati tudi počasi obnavljajoči se hrustanec.

Tovrsten vsadek prinaša dvojno prednost. »Ko je vsadek nameščen, se takoj povrne funkcija manjkajočega hrustanca, poleg tega pa sčasoma začne rasti novo naravno tkivo,« je dejal dr. Skaer.

Testi so pokazali, da je kirurški postopek vstavljanja vsadka hiter, bolečine po operaciji so minimalne, okrevanje pa je enostavno. Skaer upa, da bo klinično preizkušanje prineslo pozitivne rezultate. »Pričakujemo, da bodo ljudje že kmalu po operaciji stali na nogah in se hitro vrnili na delo, kar bo velika zmaga za vse,« je povedal.

Svilnat videz

Od kolen pa k očem. »Starovidnost ali presbiopija prizadene vse, starejše od 45 let,« je pojasnila Susana Marcos, profesorica na španskem Inštitutu za optiko (CSIC) in glavna raziskovalka v projektu Silk-eye. Ekipa projekta, ki ga financira EU in ima sedež pri španskem nacionalnem raziskovalnem svetu v Madridu, je našla način, kako protein svile fibroin pretvoriti v prozorno membrano, ki bi jo lahko uporabljali za obnovo vida.

Starovidnost je nezmožnost osredotočanja na bližnje predmete. Stanje je posledica otrditve očesne leče in se s starostjo postopoma slabša. Standardno zdravljenje pomeni nakup očal ali kontaktnih leč. Zdravljenje, s katerim bi obnovili izgubljeno funkcionalnost mlade leče, namreč ne obstaja.

»Naš cilj je razviti vsadek na osnovi svile, ki bo s preprostim kirurškim posegom nadomestil otrdelo lečo. Nova membrana bo spremenila obliko, ko jo bodo očesne mišice potegnile, da bi se osredotočila na bližnje in daljne predmete. Ta projekt uspešno poteka,« je povedala prof. Marcos. »Razvili smo svilene membrane in natančno prilagodili material, da ima želene lastnosti. Je prozoren, prožen, enostaven za uporabo, ima pravo debelino in pravo stopnjo prepustnosti.«

Potrebno bo še veliko dela, vendar imajo raziskovalci jasen cilj, ki ga Susana Marcos imenuje sveti gral oftalmologije. Starejšim očem želijo povrniti sposobnosti, ki so jih imele pri 20 letih. »To je želja vseh, ki delajo na tem področju,« je poudarila. Roženični vsadki na osnovi svile se lahko uporabljajo tudi kot nadomestek za laserske operacije korekcije vida.

»Pri laserski operaciji se odstrani del tkiva roženice, zato se ta stanjša,« je pojasnila. »Kirurški posegi z uporabo svile pa bi bili izvedeni kot dodatek, saj bi vsadek dodali že obstoječemu tkivu in ga tako ohranili.«

Zaradi poškodbe roženice oslepi na milijone ljudi po vsem svetu. Raziskovalci pri projektu Silk-eye si prizadevajo razviti tudi cenovno dostopne vsadke in povoje za roženice, s katerimi bi rešili ta problem. Ekipa je že uspešno izvedla pritrditev svilene membrane na površino roženice s svetlobno tehniko, imenovano fotobonding, pri kateri šivi niso potrebni.

Zdravljenje s svilenimi lečami in roženičnimi vsadki je povezano z velikimi stroški, vendar upajo, da bo svila »postala cenovno dostopna možnost za številne ljudi v Evropi in po svetu, ki trenutno izgubljajo vid zaradi zelo razširjenih očesnih bolezni«, je dejala prof. Marcos.

––––

Raziskave, omenjene v članku, je financirala Evropska unija. Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.