Vedecko-technický tím roka 2019: Biosklá z centra FunGlass dokážu nahrádzať tkanivá v ľudskom tele

14. nov. 2019 • Chemické vedy

Vedecko-technický tím roka 2019: Biosklá z centra FunGlass dokážu nahrádzať tkanivá v ľudskom tele

Tímy, ktoré robia špičkovú vedu a svojimi inováciami priťahujú pozornosť zahraničia, máme aj na Slovensku. Príkladom zmysluplného výskumu je Centrum pre funkčné a povrchovo funkcionalizované sklá (FunGlass) v Trenčíne na Trenčianskej univerzite Alexandra Dubčeka v Trenčíne (TnUAD), ktoré vedie profesor Dušan Galusek. Pod jeho taktovkou dostala v rámci Týždňa vedy a techniky jeho výskumná vysokoškolská skupina prestížne ocenenie Vedecko-technický tím roka.

Centrum pre funkčné a povrchovo funkcionalizované sklá (Centre for Functional and Surface Functionalized Glass) „FunGlass“ v Trenčíne na Trenčianskej univerzite Alexandra Dubčeka v Trenčíne (TnUAD) je jediným slovenským projektom schváleným v rámci výzvy H2020-WIDESPREAD-01-2016-2017-TeamingPhase2. Jeho cieľom je podpora špičkového výskumu a vývoja prostredníctvom centier excelentnosti európskeho významu.

Členovia vedeckého tímu FunGlass participujú na domácich aj zahraničných výskumných projektoch, zúčastňujú sa medzinárodných konferencií, publikujú v uznávaných odborných časopisoch a sú tiež členmi viacerých národných a medzinárodných spoločností. Tím FunGlass vedie prof. Dušan Galusek, DrSc., ktorý pre Vedu na dosah zodpovedal niekoľko otázok.

V centre FunGlass vyvíjate špeciálne typy materiálov. Čím sú výnimočné?

Na prípravu viacerých nami vyvíjaných materiálov sa ako suroviny používajú odpady, najmä rôzne typy skiel, ktoré nie sú recyklovateľné bežným spôsobom. Ide napríklad o sklá z TV obrazoviek, ktoré obsahujú ťažké kovy, prípadne sklá pre medicínske aplikácie, ako napríklad staré striekačky a podobne. Takýmto spôsobom zhodnotíme doteraz nepoužiteľný odpad a znížime záťaž na životné prostredie. Za výnimočné je možné považovať aj to, že sofistikovanou povrchovou úpravou bežných skiel (napríklad bežného tabuľového skla, ktoré sa používa v oknách) mu vieme s pomerne nízkymi nákladmi dať vlastnosti, ktoré bežné sklo nemá, a rozšíriť tak oblasť jeho použiteľnosti aj do iných oblastí, ako je napríklad výroba solárnej energie. A zabudnúť nemôžeme, samozrejme, ani na biosklá, ktoré je možné použiť ako náhrady tkanív v ľudskom tele.

Na akom princípe sú biosklá založené? Pri akých zdravotných komplikáciách by mohli nájsť využitie?

Biosklá, resp. správnejšie bioaktívne sklá sa môžu využívať ako náhrady kostného tkaniva. V kombinácii s inými materiálmi, napríklad biopolymérmi, aj ako náhrada iných tkanív, ako sú chrupavky, šľachy alebo koža. Väčšina z nich funguje na základe toho, že v prostredí ľudského tela podporujú na svojom povrchu vznik minerálov, ktoré sú identické s minerálmi v ľudských kostiach a zabezpečia tak dokonalé prepojenie implantátu s tkanivom. Moderné bioaktívne sklá sú naviac koncipované tak, že sa postupne v tele rozpúšťajú, pričom pri svojom rozpúšťaní uvoľňujú do telového prostredia ióny, ktoré stimulujú tvorbu kostného tkaniva či prerastanie implantátu cievami. V ideálnom prípade sa rozpúšťajú rovnakou rýchlosťou, akou rastie okolité tkanivo, takže implantát nezostane v tele natrvalo, ale postupne sa rozpustí. Takéto sklá je možné používať napríklad na regeneráciu tkaniva po chirurgickom odstránení nádorov. Skúmajú sa však aj aplikácie, v rámci ktorých takéto sklá uvoľňujú tzv. terapeutické ióny alebo liečivá zabíjajúce baktérie, nádorové bunky, alebo pomáhajú pri liečbe ťažko sa hojacich rán.

Prečo práve sklo?

Jednoducho preto, že sa pomerne ľahko pripravuje, má veľmi dobrú schopnosť interakcie s ľudským telom a vďaka spôsobu prípravy umožňuje veľmi širokú variabilitu v zložení.

Kedy bude liečba pomocou bioskla realitou?

Už je. Viacero produktov obsahujúcich bioaktívne sklá získalo schválenie FDA (Federal Drug Administartion v USA) a je možné ich používať u ľudských pacientov. Samozrejme, každé nové zloženie podlieha prísnemu testovaniu, takže cesta z laboratória k pacientovi môže trvať aj desať rokov a stáť niekoľko miliónov eur.

V akých ďalších oblastiach by sa vaše sklenené materiály mohli uplatniť?

Možných aplikácií je nespočítateľne veľa. Od výroby energie z obnoviteľných zdrojov cez filtráciu a úpravu vody až po elektroniku, stavebné materiály, energeticky úsporné osvetľovacie zdroje, a medicínske aplikácie. Prakticky v každej oblasti ľudského života a technických aplikácií.

Spolupracujete aj so zahraničnými výskumníkmi alebo zahraničnými partnermi?

Samozrejme. Partnermi nášho pracoviska v rámci teamingového projektu a centra Funglass spolupracujeme so špičkovými
európskymi pracoviskami, najmä s nemeckými univerzitami v Erlangene a Jene, s talianskou univerzitou v Padove a španielskym Ústavom skla a keramiky na CSIC. Okrem toho máme celý rad ďalších partnerov, či už tradičných kolegov z chemických fakúlt v Prahe, Pardubiciach a Brne, ale aj partnerské pracoviská v zámorí, ako sú National Taiwan University v Tchaj-pej alebo juhoamerická dvojička nášho centra FunGlass, sklárske centrum CerTEV v brazílskom Sao Carlos.

Čo je hlavným cieľom Centra pre funkčné a povrchovo funkcionalizované sklá (FunGlass)?

Hlavným cieľom centra tak, ako je definovaný v projekte, je pretransformovať Centrum excelentnosti pre keramiku, sklo a silikátové materiály, ktoré vzniklo v Trenčíne ako spoločný projekt UACh SAV, TnUAD a UMV SAV, na sklárske centrum európskeho významu. Naším úmyslom je stať sa svetovým hráčom vo výskume a inováciách v oblasti skla, vychovať špičkových sklárskych odborníkov, a v neposlednom rade aj intenzívna spolupráca so slovenským a európskym sklárskym priemyslom.

S akými pocitmi ste prijali informáciu, že váš tím dostane Cenu za vedu a techniku? Je to pre vás satisfakcia za doterajšie úspechy a motivácia k ďalšej práci?

Ťažko môžem povedať, že ide o satisfakciu, lebo skutočný vedec nemôže byť spokojný nikdy. V každom prípade je to obrovská motivácia pre mňa aj pre celý tím, a asi aj potvrdenie, že sme doteraz išli správnou cestou a snažili sa veci robiť dobre.

Ďakujem vám za rozhovor a aj v mene redakcie Vedanadosah.sk vám gratulujeme k oceneniu.

Rozhovor pripravila a uverejnila: Zuzana Hrubá, NCP VaT pri CVTI SR

Foto: archív tímu FunGlass (zľava: doc. Ing. Alfonz Plško, CSc., doc. Ing. Mária Chromčíková, PhD., doc. Ing. Robert Klement, PhD., prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc., prof. Ing. Marek Liška, DrSc., Ing. Dagmar Galusková, PhD., Ing. Jozef Kraxner, PhD.)

Video: Facebook/FunGlass

Súvisiace:

Hore
Aurelium - centrum vedy
Publikácie Veda v CENTRE
Veda v Centre
Quark_2019
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Slnečné svetlo je energia zložená z elektromagnetického spektra.
Zistite viac