Dangausspalvos - Vilniaus universitetas

Sunku rasti þmogø, kuris nebûtø gydæs ar protezavæs dantø, kuris menkos þaizdelës nebûtø klijavæspleistru. O jei patyrëte chirurginæ operacijà – þaizda tikriausiai buvo siûta specialiais siûlais. Jeiturite regëjimo problemø – gal neðiojate kontaktinius læðius? Be abejo, esate girdëjæ, kad kai kurieregëjimo sutrikimai gali bûti gydomi akies læðius keièiant dirbtiniais. Ir tai toli graþu dar ne viskas,dar yra dirbtinës kraujagyslës, dirbtiniai ðirdies voþtuvai ir t. t. Visa tai pagaminta ið labai ávairiømedþiagø, kurios bendru vardu vadinamos biomedþiagomis. Bet ar susimàstëme kada nors, kas taiyra? Kokie tokioms medþiagoms keliami reikalavimai? Kas ir kaip visa tai kuria? Ar toli laikai, kainaudojant biomedþiagas sukurti dirbtiniai audiniai ir organai taps kasdienybe?Biomedþiagosir audiniø inþinerijaMangirdas MALINAUSKASVilniaus universiteto Lazeriniøtyrimø centras,Virginija BUKELSKIENËBiochemijos institutas,Raimondas ÐIRMENISVilniaus universiteto ligoninësSantariðkiø klinikø Širdieschirurgijos centrasKà vadiname biomedþiaga?Biomedþiaga – negyva medþiaga (sintetinësar natûralios prigimties, kieta, o kartaisir skysta), naudojama medicininiuoseátaisuose ir prietaisuose, kurie turi sàlytá supaèiomis ávairiausiomis biologinëmis sistemomis.Toká apibrëþimà 1987 m. pateikëaudiniø inþinerijos specialistas Liverpuliouniversiteto (Anglija) profesorius D.F.Williamsasknygoje „Biomedþiagos“. Biomedþiagomisaktyviai domimasi, jos kuriamosir tiriamos daugiau kaip pusæ amþiaus,šioje tarpdisciplininiø mokslø srityjepritaikomos medicinos, biologijos, chemijos,fizikos, medþiagø mokslo ir inþinerijosþinios. Be jokios abejonës, tokiø medþiagøkûrimas neámanomas be þmogausintelekto, sàmonës ir jausmø. O tai reiškia,kad kuriant biomedþiagas vadovaujamasine tik tiksliøjø mokslø teorijomis, bet savoindëlá áneða ir etikos, teisës, sveikatosapsaugos bei kiti ið pirmo þvilgsnio su tuonesusijæ mokslai. Taigi biomedþiagos –daugelio þmoniø, daugelio mokslø produktas,skirtas þmogaus gerovei.Biomedþiagos kuriamos daþniausiaimedicinos reikmëms, taèiau jø pritaikymasapima ir biotechnologijos, biochemijos beikitas su gyvuoju pasauliu susijusias moksloir technologijø sritis: tai ir ávairiø làsteliøauginimo in vitro indai, klinikiniø tyrimø laboratoriniaiprietaisai, biomolekuliø tyrimoáranga, ávairûs diagnostikos rinkiniai ir kt.Visus juos vienija bendras poþymis – negyvosmedþiagos sàlytis su ávairiomis biologinëskilmës sistemomis. Biomedþiagosretai naudojamos atskirai, pavieniui,daþniausiai jos jungiamos á ávairias kompozicijasar prietaisus, o ðie jau sàveikauja sugyvomis sistemomis. Taigi pagrindinis klausimas,á kurá turi bûti atsakyta kuriant biomedþiagas,– kaip jos sàveikaus su biologinëmissistemomis, koks bus pastarøjø atsakasá šiuos negyvus darinius? Tai vadinamabiologinio suderinamumo tyrimu.Medicinos praktikoje yra didelë ávairovëreikmenø, pagamintø ið biomedþiagø.Jos skirstomos tiek pagal paskirtá, tiek irpagal kilmæ – cheminæ, fizinæ, inþinerinæprigimtá. Tai metalai, polimerai, stiklai, angliesjunginiai ir ávairios kombinuotos miðriosprigimties medþiagos. Jos naudojamosávairiø dangø, skaidulø, plëveliø, putø,audiniø, prietaisø ar jø daliø, kontaktuojanèiøsu gyvu organizmu, gamybai. Bevisiems gerai þinomø medicininiø reikmenø,pagamintø ið biomedþiagø, tokiø kaipðirdies voþtuvai, krûties implantai, dirbtiniaisànariai, akies læðiai, kontaktiniai læðiai,danties implantai ir kt., yra daug ir kitø,kurie yra ne maþiau svarbûs, bet apiejuos kalbama reèiau. Tai ávairûs kateteriai,drenai, dirbtinës kraujagyslës ir jø stentai,švirkštai, ávairûs tvarsèiai, vaistø pateikimopriemonës, pirðtinës ir daugelis kitø. Visatai rodo, kad biomedþiagos medicinoje uþimalabai svarbià vietà, o jø kûrimas ir tobulinimasyra labai reikšminga þmogausgerovei tarpdisciplininë mokslø sritis.Istoriniai pavyzdþiaiRandama þiniø, kad þmogaus organizmuisvetimos medþiagos gydymui naudotosdar prieð Kristø. Iki pat XIX a. viduriopagrindinës biomedþiagos, naudojamosmedicinos praktikoje, buvo varis ir bronza(lydinys, kurio didþiàjà dalá sudaro varis).Ið ðiø medþiagø buvo gaminami endoprotezaiþmogaus organizmo atramos sistemossutrikimams gydyti, taèiau tokie protezaiturëjo vienà blogà savybæ – varis organizmetirpo ir já nuodijo.Dar vienas istorinis, bet kitos kilmësbiomedþiagos naudojimo medicinoje pavyzdys– ketgutas – chirurginiai siûlai, þinomijau Galeno laikais. Ðiuolaikinës medicinosprieðauðryje, senovës Egipto, Babilono,vëliau – Graikijos ir Romos gydytojaiþaizdoms siûti naudojo þolëdþiø gyvûnøþarnas. Nors ið anglø kalbos verèiant þodá„ketgutas“ tikëtina, kad tai „katës þarnos“(cat gut), tikriausiai katës èia niekuo dëtos.Ketgutas chirurginëms siûlëms naudojamasiki ðiø laikø, tik dabar tai – natûraluspintas siûlas ið avies, karvës, arklioþarnø iðvalyto ir suminkðtinto kolageno.Susidomëjimas biomedþiagomis pradëjosparèiai augti XIX a., kai ávairiose pasauliovietose pradëta ieðkoti naujø protezavimogalimybiø.Pirmàjà danties implantacijà, manoma,atliko Maggiolo (Italija). 1809 m. jis ádëjoauksiná implantatà á kà tik iðtraukto dantiesalveolæ. 1871 m. gydytojas Marcyišvarþai gydyti panaudojo kengûros sausgyslæ,po to jis iðbandë buliaus, banginio,elnio sausgysles. 1880 m. Vienoje (Austrija)daktaras Gluckas kelio sànariui protezuotipasirinko dramblio kaulà. 1902 m.tarp kelio sànario galvuèiø buvo áterptasauksas kapsulëje. Ðis bandymas buvosëkmingas, jis paskatino chemiðkai inertiðkø,bet stabiliø, protezavimui tinkamømedþiagø tyrimus. Daug vëliau, apie1930–1940 m., išvarþoms gydyti buvo siûlomisidabro lopai, tantalo juosta, plieninëviela ir kt. Ilgainiui biomedþiagø pradëtaatsisakyti, nes gana daþnai, praëjus tamtikram laikotarpiui po operacijø, dirbtinësmedþiagos þmogaus organizme suirdavo.Maþa to, nustatyta implantuotø biomedþiagøfragmentacija, aptikti pûliniai, irstantysaudiniai ir kitokios komplikacijos. Susiformavodu poþiûriai – vienas biomedþiagasneigë, kitas skatino ieðkoti naujø, paþangesniøgydymo bûdø, kad biomedþiagosnesukeltø komplikacijø organizme.Analizuojant literatûros ðaltinius galimapastebëti, kad antrasis, dabartinis, biomedþiagøpaieðkos ir jø galimybiø tyrimo pakilimasprasidëjo apie 1930–1940 metus.1932 m. A.W.Merrickas (Austenal lab.,JAV) sukûrë lydiná, þinomà vitallium pavadinimu,kurá sudaro 60 proc. kobalto, 20proc. chromo, 5 proc. molibdeno bei maþikitø metalø kiekiai. Apie 1938 m. ðià me-2 Mokslas ir gyvenimas 2009 Nr. 10