čtvrtek 6. prosince 2012

Člověk jako stavebnice III.

Kosti a kůže
První kostní implantát si člověk vnořil do těla podle objeveného a vědecky ověřeného nálezu v neolitu. Jedná se o zlatou destičku, která nahrazovala čelní kost a byla nalezena v Peru. Kostními implantáty se zabývala arabská medicína před tisícem let a před pěti sty lety Aztékové. Používali hlavně biologické materiály a zlato.
Současný materiál používaný na výrobu různých implantátů - například kostí, kloubů, šlach…, ale i protéz, musí mít důležitou vlastnost - biologickou snášenlivost se živou tkání a to splňují některé ušlechtilé kovy a jejich slitiny (titan) a hlavně nově vyvíjené materiály jako jsou polymerní látky, biokeramika, uhlíková vlákna… Představme si některé:
Uhlíková vlákna byla poprvé vypěstována kolem roku 1940, rozkladem metanu, propanu a etylenu při 1200°C na křemenných podložkách. Uplatní se při nejen na tvorbu kostí, ale i tvorbě nových šlach.
Ještě dokonalejším biokompatibilním materiálem pro výrobu implantátů je monolitický skelný uhlík (glassy carbon), o kterém se dá říci, že je pro kapaliny a plyny téměř absolutně nepropustný. Vyrábí se pyrolýzou termosetových polymerů. Karbonizace je prováděna při 800 - 1200°C.
Biokeramika neboli keramika biotolerantní se dělí podle působní materiálu na živou tkáň na: inertní - to je např. korundová biokeramika nebo na bázi oxidu zirkoničitého,
resorbovatelnou - na bázi vápenatých solí, například fosforečnanů, uhličitanů nebo síranů (tu organismus vstřebává),
bioaktivní (na ni organizmus reaguje, jako na živou tkáň) - bioaktivní skla, bioaktivní sklokeramika nebo bioaktivní kompozity. Povrchově aktivní skla vyvinul v 70. letech 20.století L.L.Henche - ta se mohou chemicky vázat jak na kostní tak i na měkkou tkáň.
V současnosti bioaktivní keramiku vyrábí řada firem nejznámější jsou - japonská sklokeramika Cerabone A/W, německý Ilmaplant a český BAS-O a PORESORB-TCP od firmy Lasak.

Bioinženýři pracují na vývoji téměř všech lidských orgánů, zatím snaze vědců vytvořit její opravdu zcela umělou variantu odolává kůže. Ono v tomto případě technika naráží na jeden velmi zásadní problém a to je imunologie - díky ní člověk přijme jen svoji kůži a žádnou jinou. Dosavadní umělé kůže jsou jen dočasnými náhražkami, než se vlastní pokožka zregeneruje. Výrobní postupy kožní náhrady jsou různé, ale všechny musejí používat pacientovy keratinocyty, které vytvoří epidermis a také nějaké náhradní kožní struktury - to mohou být různé síťované kolageny (hlavně telecí nebo žraločí) vytvořené v laboratoři. Samotná náhradní kůže, která se implantuje pacientovi, se vyrobí tak, že se kožní struktura s keratinocyty navrství na silikonovou fólii. Další možný způsob je, že se fibroplasty pacienta osází na tenkou fólii z trojrozměrné houby vytvořené z kyseliny hyaluronové.

Člověk ne, ale roboti už svoji umělou kůži mají. Vyrobili ji výzkumníci z Tokijské university, vedoucím týmu je Takao Someya. Kůže je tenká, elastická a díky čidlům reaguje na tlak a teplo a v budoucnu prý přibude ještě reakce na zvuk, světlo, vlhkost… jak je krásné být robotem, ale bionika nás k nim jistě přiblíží. Podívejme se na kůži trochu jinak. Futuristicky - Ovšem to až zítra.

Žádné komentáře:

Okomentovat