Ústav makromolekulární chemie založil v roce 1959 Otto Wichterle a proslavil ho vynálezem hydrogelových kontaktních čoček. Nasbíral kolem 150 patentů a jeho následovníci ve výzkumu a vývoji nových polymerů přidávají další, které pomáhají a hojí rány. Pražské sídliště Petřiny skrývá vědecké pracoviště, které patří ke světové špičce.
Když přicházíte k Ústavu makromolekulární chemie, osmipatrové prosklené budově na okraji sídliště Petřiny, najdete tu bronzovou plastiku „strom vědění“, věnovanou slavnému českému chemikovi Otto Wichterlemu. Co větvička této bohaté koruny, to číslo jednoho z patentů. V roce 1959 tento ústav založil a stal se jeho prvním ředitelem. Nejvíc ho proslavil vývoj měkkých kontaktních čoček z hydrofilního gelu, ale vynálezů má na kontě mnohem více.
Wichterleho fascinovaly polymery, tedy makromolekulární látky, sestávající z mnoha molekul, které jsou navzájem spojené v tak velkém množství, že se jejich vlastnosti dají takřka nekonečně pozměňovat přidáváním, odebíráním či pozměňováním jednotlivých částí. Tušil, že skrývají potenciál, jak vyrábět nejrůznější materiály s širokou škálou požadovaných vlastností. A také chtěl, aby jeho objevy našly co nejvíce uplatnění v praxi. A to se podařilo. Kromě proslulých kontaktních čoček je autorem či spoluautorem téměř 150 mezinárodně uznávaných patentů od různých hydrogelových materiálů po jejich aplikace v očním lékařství (nitrooční čočky, umělý sklivec), další implantáty (například do hlasivek), materiály pro plastickou chirurgii, ale také implantáty s propustnou membránou pro lokální terapii nádorů.
Umíme rozsvítit nádory
Polymer, který byl základem měkkých kontaktních čoček, byl využit i při vývoji přípravku HemaGel, jenž urychluje hojení ran včetně bércových vředů a popálenin. V současnosti je i ve formě spreje (HemaCut Spray). „Při vzniku poranění produkuje imunitní systém mimo jiné i škodlivé kyslíkové radikály, které podporují zánětlivý proces. Rozvoj zánětu v ráně prodlužuje její hojení. Oba přípravky obsahují protizánětlivé látky schopné vychytávat škodlivé kyslíkové radikály v ráně a převádět je na látky pro organismus neškodlivé, čímž hojení urychlují,“ vysvětluje Zdeňka Sedláková z Oddělení řízených makromolekulárních syntéz.
Na Wichterleho tu navazují i intenzivním využíváním polymerních materiálů v medicíně či farmacii. Ředitel ústavu Jiří Kotek zmiňuje například nosiče léčiv či nové materiály pro vyrábění umělých tkání. Tomáš Etrych z Oddělení biolékařských polymerů představuje diagnostické a terapeutické polymery. Ty diagnostické například dokážou zobrazit lékařům nádor v těle.
„Naše materiály umějí označovat to, co mají chirurgové vyjmout. Zaměřujeme se na operaci nádorů, které naše polymery s fluorescenční sondou umějí ‚rozsvítit‘. V dnešní době je snaha postupovat minimálně invazivně a velkou výhodou jsou pak pro chirurga možnosti přesné navigace pro znázornění toho, co se má v případě nádorové chirurgie odstranit,“ vysvětluje Etrych.
Polymery pomáhají léčit nemoci
Výzkumníci rovněž dokážou vyrobit ze svých polymerů kulovité útvary podobné buňkám, tzv. polymersomy, jež navíc vytvoří „na míru“ lékařům. „Jde v podstatě o váčky, které mají velikost, jaká je potřeba. Mezi jejich výhody patří i to, že jsou jeden jako druhý,“ líčí Martin Hrubý z Oddělení nadmolekulárních polymerních systémů.
Jako jejich chloubu zmiňuje i polymery, které dokážou vychytat konkrétní kovy v organismu, jež jsou nadějné v rámci nově vyvíjené strategie léčení patologického hromadění mědi (Wilsonova choroba) nebo železa (hemochromatóza) v těle.
V Oddělení polymerních membrán zase vyvíjejí filtry schopné oddělovat jednotlivé látky. Díky jejich pokročilým technologiím umějí farmaceutické firmy separovat léčivé látky v čisté formě, která je mnohem účinnější než dosavadní směsi. Jak vysvětluje zdejší výzkumník Miroslav Otmar, lidé jich nebudou muset konzumovat takové množství. „V lepším případě další přísady organismus nezatěžují, v horším mají vedlejší účinky, například poškozují žaludeční sliznici. V případě hojně používaných antidepresiv nebo antikoncepce má vysoká koncentrace léčiv v odpadních vodách neblahé účinky i na okolní prostředí,“ popisuje.
Polymerní materiály pro všední den
Když člověk prochází osmi patry Ústavu makromolekulární chemie, najde tu i velmi silné magnety. „Jsou stotisíckrát silnější než magnetické pole Země a musí být neustále chlazeny stovkami litrů kapalného helia a dusíku,“ líčí Martina Urbanová z oddělení NMR spektroskopie. Pozoruhodná proměna sci-fi myšlenek v realitu se odehrává také v podzemí, kde sídlí Oddělení polymerů pro elektroniku a fotoniku. V suterénu se nachází také rozlehlé Centrum polymerních materiálů Otty Wichterleho. Vyvíjejí zde materiály s řízenou strukturou a vlastnostmi. Předmětem jejich výzkumu jsou i tzv. chytré materiály, které mají schopnost reagovat na podněty z okolí – například na změnu teploty reagují skokovou změnou objemu nebo umějí reagovat na změnu okolního chemického prostředí.
Už částečně mimo hlavní budovu ukazuje Miroslav Šlouf z Oddělení morfologie polymerů transmisní elektronový mikroskop, který například dokáže zviditelnit nanočástice pro léčbu nádorů. Ještě výkonnější mikroskop je umístěn v technickém zázemí, kde stával traktor na sekání přilehlých trávníků. Mikroskop umí s maximální přesností provádět analýzu povrchů a prvkového složení polymerních materiálů nebo zobrazovat vnitřní strukturu polymerů ve vysokém rozlišení. „To je natolik citlivý přístroj, že ho jiné stroje v hlavní budově rušily svým elektromagnetickým polem. A tak musí být tady,“ vysvětluje Šlouf.
Zdroj: aktualne.cz
Foto: Akademie věd České republiky, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
