vaistai.lt

Efektyviai naudojant celiuliozę – pagrindinę natūralią statybinę augalų medžiagą – būtų galima išspręsti daugelį problemų, susijusių su naftos kilmės polimerinių medžiagų naudojimu įvairiose pramonės šakose. Ieškodami tvaresnių celiuliozės panaudojimo būdų, Lietuvos mokslininkai sukūrė nanopluoštinės celiuliozės matricos gamybos metodą, kuris gali pakeisti neatsinaujinančius pramoninius polimerus net ir biomedicinos srityje.

Tekstilė, rūbai, žaislai, sporto inventorius, pagaminti iš sintetinių naftos kilmės medžiagų daro didelį neigiamą poveikį aplinkai viso gyvavimo ciklo metu: nuo gamybos iki atliekų sutvarkymo.

Mokslo atstovai teigia, jog būtina šias medžiagas keisti aplinkai nekenksmingomis ir įrodyti vartotojams, jog iš tvarių medžiagų galima pagaminti lygiai tokius pat veiksmingus produktus. Pasak Kauno technologijos universiteto (KTU) doktorantės Ingridos Pauliukaitytės, vienos iš naujojo aplinkai draugiškesnio celiuliozės nanopluošto kūrėjų, šis išradimas – žingsnis tvaresnės pramonės link.

Unikalus gamybos būdas

Celiuliozė – žemėje gausiausias ir labiausiai paplitęs gamtinis polisacharidas, dažniausiai aptinkamas augalų ląstelių sienelėse, dumbliuose arba sintetinamas kai kurių bakterijų. „Celiuliozę kaip tyrimų objektą pasirinkau atsižvelgdama į jos gamtinę kilmę bei palankias savybes: biologinį suderinamumą ir skaidumą, cheminių atmainų įvairovę bei plačias panaudojimo galimybės“, – teigia išradimo autorė.

Šis išradimas buvo sukurtas šlapiojo tipo elektrinio verpimo metodu, kuriuo celiuliozė ištirpinama specialiuose tirpikliuose – joniniuose skysčiuose, o vėliau tirpalas yra paverčiamas pluoštu. „Tai būdas, leidžiantis sukurti unikalios struktūros gelio tipo celiuliozės matricas, kurios panašios į natūraliai bakterijų susintetintą celiuliozės pluoštą“, – teigia KTU Cheminės technologijos fakulteto (CTF) doktorantė.

Jos teigimu, toks celiuliozės sukūrimo metodas turi pranašumą rinkoje dėl savo draugiškumo aplinkai. Pirmiausia, naudojamas tirpinimo būdas yra palankesnis aplinkai dėl naudojamų „žaliųjų tirpiklių“ (angl. green solvents). Antra, kaip žaliava šiam gamybos procesui gali būti gryna celiuliozė arba celiuliozės atliekos. Priklausomai nuo žaliavos grynumo, gautas pluoštas gali būti naudojamas skirtingiems gaminiams.

Esant perdirbtai celiuliozei, gali būti gaminami nauji polimeriniai kompozitiniai gaminiai, pavyzdžiui, žaislai, sporto inventorius, namų apyvokos daiktai. Jei žaliava yra gryna augalinė celiuliozė – didelį potencialą turi biomedicininis taikymas, kur šio tipo nanopluoštinė struktūra pasižymi unikaliomis biosuderinamumo savybėmis.

Reikšmingas postūmis vystant vėžio tyrimus

„Mūsų išradimas – nanopluoštinė celiuliozinė matrica – tai tarsi karkasas, struktūrinė atrama, padedanti ląstelėms dalintis ir augti“, – paaiškina I. Pauliukaitytė.

KTU mokslininkės I. Pauliukaitytės minėtasis biologinis suderinamumas – labai svarbus audinių inžinerijoje, siekiant išvengti gyvo organizmo imuninio atsako į ląstelių dauginimuisi panaudotą kitą, o ne natūraliai organizmo susintetintą medžiagą.

„Be to, celiuliozė pasižymi itin palankiomis mechaninėmis savybėmis, todėl sukurti pluoštai yra tvirti ir gali išlaikyti didelį krūvį, kuris atsiranda ląstelėms dauginantis. Kadangi celiuliozė sugeria vandenį, panaudojus jos pluoštus gydant žaizdas galima kontroliuoti drėgmės kiekį, kuris atsiranda gyjant“, – naujojo pluošto panaudojimo galimybes vardina I. Pauliukaitytė.

Iki šiol celiuliozės pritaikomumas audinių inžinerijos srityje buvo išbandytas kremzlių, kaulų, kraujagyslių struktūrų atkūrimui. Tačiau, atsižvelgiant į celiuliozės biologinio suderinamumo, struktūrines bei drėgmės išlaikymo savybes, šis polimeras turi didelį potencialą būti naudojamas regeneracinės medicinos srityje, kurios tikslas – skatinti natūralius organizmo atsistatymo mechanizmus ir atkurti prarastas biologines funkcijas, bei organų auginimui.

Be to, sukurti celiuliozės nanopluoštai ne tik yra biologiškai suderinami ir ekologiški, bet taip pat gali padėti formuoti trimačius (3D) ląstelių modelius, kurie geriau atspindi ląstelių elgseną natūralioje aplinkoje. I. Pauliukaitytė teigia, jog tai – reikšmingas pranašumas, ypač audinių inžinerijos ir vėžio tyrimuose, nes 3D kultūros leidžia atlikti tikslesnius eksperimentus ir geriau suprasti ląstelių augimą bei sąveiką.

Straipsnis „Regenerated nanofibrous cellulose electrospun from ionic liquid: Tuning properties toward tissue engineering“ paskelbtas žurnale „Journal of Biomedical Materials Research Part A“ ir jį galima rasti čia.