Biomateriały nagrodzone

W Finlandii, w Helsinkach tydzień temu skończył się Tydzień Technologii. Jego największą atrakcją było przyznanie i wręczenie Millennium Technology Prize 2008. To bardzo prestiżowa nagroda, przyznawana co dwa lata przez rząd Finlandii. Coraz częściej nazwana jest technologicznym Noblem. Noblowska jest nie tylko wysokość samej nagrody (ok. 3 mln złotych), ale także jej oprawa. Statuetkę wręczała prezydent kraju Tarja Halonen, a na uroczystość w największym centrum kongresowym Helsinek zjechała elita intelektualna Finlandii.

Na początku był Internet
Pierwsza Millennium Technology Prize została przyznana Timowi Berners-Lee w 2004 roku, twórcy protokołu WWW (World Wide Web). Bez jego pracy niemożliwa byłaby zapewne tak gwałtowna ekspansja Internetu. W roku 2006 nagrodę dostał Shuji Nakamura – twórca niezwykle oszczędnych niebieskich, zielonych i białych diod LED. Uważa się, że diody LED już w niedalekiej przyszłości zastąpią konwencjonalne oświetlenie. Są nie tylko bardzo oszczędne, ale też bardzo trwałe. Millennium Technology Prize jest przyznawana za prace z szeroko rozumianej technologii. Warunkiem jej dostania jest jednak nie tylko dokonanie odkrycia.

Chodzi także o to, by miało ono wielki wpływ na życie ludzi na ziemi. Co do Internetu nie ma żadnych wątpliwości. W ciągu zaledwie kilkunastu lat zrewolucjonizował dokładnie każdą dziedzinę życia. Ogromy w tym udział miały prace twórcy protokołu WWW. Diody LED, których twórca został nagrodzony dwa lata później, zostały docenione właściwie awansem. Ich powszechne użycie to jeszcze długo będzie pieśń przyszłości. W tym roku nagrodę otrzymał profesor najlepszej bodaj na świecie uczelni technicznej, amerykańskiej Massachusetts Institute of Technology (MIT), Robert Langer. Uzasadnienie komitetu przyznającego nagrodę brzmiało następująco: „za wynalezienie i upowszechnienie innowacyjnych biomateriałów pomocnych w kontrolowanym dawkowaniu leków oraz za prace nad regeneracją tkanek, które znacząco polepszyły stan zdrowia wielu ludzi”. O co chodzi ?

Żeby leczenie było skuteczne
O badaniach i wynalazkach prof. Langera można napisać bardzo wiele. W największym skrócie – od około 30 lat pracuje nad tym, by lekarstwo było podawane pacjentowi w to miejsce, gdzie jest potrzebne (a nie całemu organizmowi), dokładnie wtedy, kiedy jest niezbędne (a nie przez długi czas) i w ściśle określonej, zalecanej przez lekarza ilości (a nie w dawkach mocno przybliżonych). Tylko wtedy leczenie jest skuteczne, a przez to… tańsze.

Łatwo powiedzieć, trudniej zrobić. Jak dostarczyć bezinwazyjnie ściśle określoną ilość leku w konkretne miejsce naszego organizmu? Jak to robić nie raz, czy dwa, ale np. regularnie przez kilkanaście miesięcy? Pomagają polimery. To substancje chemiczne, które przypominają łańcuchy, składają się z dużej ilości powtarzających się ogniw. Te ogniwa nazywane są merami, stąd nazwa polimery. Langer z grupą swoich współpracowników tak nauczył się syntetyzować (tworzyć) polimery, że te rozpuszczały się wewnątrz ludzkiego ciała. Dokładnie w takim tempie, jak chcieli naukowcy. Co to ma wspólnego z kontrolowanym dawkowaniem leków? Prof. Langer na jednym z kilku wykładów, jakie wygłosił w Helsinkach w ramach Tygodnia Technologii, jeszcze przed wręczeniem nagrody, pokazał biały krążek wielkości guzika. Składa się ze sprasowanych warstw polimerów.

Pomiędzy tymi warstwami znajduje się lekarstwo. Badaczowi tak udało się „zaprogramować” polimery, że te rozpuszczały się w ludzkim ciele z odpowiednią szybkością. Zanikanie kolejnych warstw uwalnia lekarstwo, które jest zatopione pomiędzy nimi. Można stworzyć taki krążek, który np. co 24 godziny będzie dostarczał lekarstwo w miejsce, w którym się znajduje. Jeżeli środek ma być przyjmowany np. przez pięć dni, a później ma nastąpić dwudniowa przerwa, co szóstą warstwę krążka robi się dwa razy grubszą niż pozostałe.

– W ten sposób możemy zaprogramować podawanie leku z dokładnością co do dnia na trzy lata do przodu – powiedział prof. Langer. Krążki, o których mowa, już są używane. Jaka jest przyszłość kontrolowanego podawania leków? Choć brzmi to jak science fiction, grupa współpracowników Langera opracowała model elektronicznego chipu, który po wszczepieniu podaje lekarstwo automatycznie. Może on być uruchamiany zdalnie przez lekarza. – Pracujemy też nad chipami, które wszczepione pod skórę po wykryciu zawału serca same będą podawały odpowiednią dawkę leków – powiedział prof. Langer. – Albo takie, które zaaplikują insulinę dokładnie wtedy, gdy zmierzą, że ilość cukru u osób chorych na cukrzycę zbliża się do niebezpiecznego poziomu – dodał.

Prof. Robert Langer projektuje także polimerowe rusztowania, na których rosną żywe komórki chrząstki czy skóry. Gdy żywa tkanka jest już wystarczająco dobrze wykształcona, polimer się rozpuszcza. W ten sposób grupa Langera stworzyła nos i małżowinę ucha. Naukowcy już teraz potrafią hodować ludzką skórę na polimerowej siatce i pracują nad hodowlą ludzkiej wątroby do przeszczepów.