Od ochrony przed próchnicą po sztuczne serce - nowoczesne technologie w służbie medycyny
Rozwój medycyny zmierza w kierunku nauk ścisłych. Bioinżynieria, nowe materiały, elektronika - otwierają zupełnie nowe możliwości w kontekście ochrony życia człowieka. Innowacje, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu były obecne jedynie w filmach science fiction już dzisiaj rozwijane są na polskich uczelniach i w instytutach badawczych. Co więcej, swą konstrukcją i użytecznością wykraczając daleko poza pomysłowość hollywoodzkich reżyserów.
BIO-MEMS’y (Micro-Electro-Mechanical Systems) to przenośne i szybkie systemy mikroelektroniczno-mechaniczne, które docelowo będą mogły realizować bardzo złożone zadnia, a już dziś wykonują m.in. podstawowe badania parametrów krwi. Prowadzone są także intensywne prace nad BIO-MEMS’ami mogącymi funkcjonować wewnątrz organizmu ludzkiego, mierząc jego właściwości w czasie rzeczywistym i transmitującymi uzyskane wyniki bezprzewodowo do urządzeń odbiorczych. Jako przykład można tu podać wszczepialny czujnik ciśnienia tętniczego. Znaczenie tego urządzenia znają osoby cierpiące na przewlekłe choroby układu krwionośnego.
Warto dodać, że BIO-MEMS’y działające poza organizmem wykorzystuje się obecnie w badaniach toksykologicznych i farmakologicznych (dzięki użyciu systemów wieloelektrodowych i komórek biologicznych), diagnostyce enzymów wskaźnikowych zawału serca, markerów nowotworowych, chorób wirusowych (grypa, HIV/AIDS), a także badaniach genetycznych DNA i RNA.
"Powinniśmy mieć świadomość, iż w dzisiejszych czasach, przy obecnym poziomie rozwoju naszej cywilizacji, aby naprawdę stworzyć coś nowego i przełomowego musimy nauczyć się wychodzić poza ramy jednej dziedziny wiedzy. Dlatego w nauce coraz bardziej popularne stają się mariaże dyscyplin, które często z pozoru mogą nie mieć wiele ze sobą wspólnego" - powiedział Romuald Beck z Instytutu Mikro i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej, Wiceprezes ds. naukowych CEZAMAT PW.
Realizowane przez Instytut Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej badania być może przyczynią się wkrótce do przełomu w stomatologii. Przedmiotem zainteresowania dr. hab. inż. Mirosława Kwaśnego są zagadnienia związane z laserowym wykrywaniem wczesnych zmian próchnicowych. Najnowsze prace prowadzone w zespole pod jego kierunkiem dotyczą kanalików zębnikowych. Przy współpracy z dr hab. Agnieszką Mielczarek z Zakładu Stomatologii Zachowawczej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego realizowane są badania nad materiałami biozgodnymi, które zablokują wspomniane kanaliki, umożliwiając tym samym zapobiegnięcie próchnicy oraz zniwelowanie tzw. nadwrażliwości zębów.
"Prowadzenie interdyscyplinarnych badań stanowi trend, który, dzięki takim instytucjom jak Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT, od pewnego czasu jest obserwowany także w Polsce" - dodał profesor Beck.
Ta, tworzona obecnie w Warszawie, najnowocześniejsza w Polsce sieć specjalistycznych laboratoriów nie tylko umożliwi prowadzenie badań dotychczas niezrealizowanych ze względu na brak odpowiedniej aparatury, ale także inicjuje interdyscyplinarną współpracę
na niespotykaną dotąd skalę - zarówno wśród realizujących projekty badawcze naukowców jak i przedsiębiorców pragnących wprowadzać innowacje do swoich produktów komercyjnych. Ośmiu Konsorcjantów CEZAMAT-u - najbardziej prestiżowych stołecznych ośrodków badawczych - aktywnie pracuje nad tworzeniem zintegrowanych projektów, także tych, których efekty będą wykorzystywane w medycynie.
Wytrzymałość i biozgodność są szczególnie istotne w kontekście prac będących częścią projektu "Polskie sztuczne serce". W laboratorium dr. Waldemara Mroza (IOE WAT) we współpracy z Pracownią Sztucznego Serca z Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu, opracowano dwie metody wytwarzania cienkich warstw, które mogą być użyte do produkcji funkcjonalnych powłok na membranach sztucznego serca. Pierwsza z nich polega na rozpylaniu magnetronowym z tarczy grafitowej (MS), druga - na chemicznym osadzaniu z fazy gazowej wzbudzanej sygnałem w częstotliwości 13,56 MHz (RF CVD). O przydatności zaproponowanych metod ostatecznie zadecydują badania funkcjonalne. Przewiduje się, że warstwy polimeropodobne osadzane metodą RF CVD, są bardziej odpowiednie do modyfikacji membran w sztucznym sercu - charakteryzują się bowiem lepszą adhezją do podłoża.
"W Polsce obecnie prowadzonych jest szereg interesujących prac badawczych, których celem jest ochrona zdrowia i życia człowieka, w które warto zaangażować czas naukowców i publiczne środki. CEZAMAT po osiągnięciu "zdolności produkcyjnej" w 2015 r. będzie intensywnie rozwijał badania na styku mikro-elektroniki i mechaniki oraz medycyny (bio-MEMS-y). Naszym celem jest realizacja projektów, które będą społecznie użyteczne oraz transferowanie ich do przemysłu. Jesteśmy przekonani, że praktyczna implementacja innowacji będzie stanowić szansę nie tylko na poprawę jakości życia każdego z nas, ale także rozwój polskiego przemysłu elektronicznego i medycznego - szczególnie małych i średnich firm" - podsumował Marek Marchut, CEZAMAT PW Sp. z o.o.
