Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkų grupė sukūrė keletą inovatyvių produktų iš natūralios ir biologiškai aktyvios medžiagos – jūros galvakojo moliusko sepijos kaulo. Sukurti produktai – tai kaulų implantai, žvakutės hemorojui gydyti ir žaizdoms skirtas gelis. Iš sepijos kaulo pašalinę baltymus, KTU mokslininkai išsprendė pagrindinį iššūkį, kylantį naudojant jūrinės kilmės medžiagas, t. y. šalutinio poveikio, tokio kaip alerginė reakcija, riziką.
Nors sepijos kaulas jau nuo seno naudojamas tradicinėje kinų ir indų medicinoje ligoms ir įvairiems negalavimams gydyti, šios medžiagos panaudojimas šiuolaikinėje medicinoje kol kas nėra žinomas. Pasak KTU mokslininkės Alisos Palavenienės, atlikusios išsamų sepijos kaulo savybių tyrimą ir galimus jo vartojimo ir pritaikymo būdus sveikatos priežiūros srityje, kol kas dar nėra pakankamai moksliniais tyrimais pagrįstų duomenų apie tikslią sepijos kaulo sudėtį.
„Pastaruoju metu atgijo susidomėjimas galimais sepijos kaulo panaudojimo būdais kaulo audinio inžinerijoje ir kitose srityse. Vis dėlto trūksta mokslinių tyrimų dėl galimo šios jūrinės kilmės medžiagos šalutinio poveikio žmogaus organizmui“, – sako A. Palavenienė, KTU Cheminės technologijos fakulteto (CTF) mokslininkė.
Primindama pagrindinį medicinos profesionalų darbo principą – „pirmiausia nepadaryti žalos“ – ji tikina, kad nors natūralios kilmės medžiagos dažniausiai yra labai veiksmingos gydant ligas, tačiau kiekvienu atveju būtini išsamūs tyrimai.
Daugybė naudingų elementų
„Sepijos kaulą iki 90 proc. sudaro kalcio karbonatas, tačiau jis ypač vertingas dėl kaule esančio aragonito, β-chitino ir įvairių bioneorganinių elementų, tokių kaip magnis, stroncis, geležis; jame aptinkama netgi vario ir cinko pėdsakų. Visi šie elementai kaulo struktūroje yra gamtos suderinti optimaliais kiekiais, o jų egzistavimas padidina bet kokių biomedicininių produktų, kurių sudėtyje yra sepijų kaulo, biologinį aktyvumą“, – paaiškina mokslininkė.
A. Palavenienė analizavo sepijos kaulo taikymo galimybes ir būdus biomedicinos inžinerijoje ir farmacijoje. Kartu su KTU tyrėjų komanda buvo pagaminti akyti kompozitai iš regeneruotos celiuliozės ir sepijos kaulo medžiagos bei kalcio alginato kapsulės su sepijos kaulo medžiaga, skirti smulkiems kaulo defekto pažeidimams burnos ertmėje užpildyti. Pagrindiniai abiejų produktų komponentai yra natūralios kilmės, o tai reiškia, kad jie biologiškai skaidūs, natūraliai išnyksta ir integruojasi į žmogaus organizmą gijimo metu.
„Sepijos kaulas kompozituose ar kapsulėse reikalingas osteoblastams (ląstelėms, formuojančioms kaulo audinį) daugintis, t. y. tam, kad kaulo ląstelės atpažintų, kad tai tinkama vieta auginti kaulą. Po to, kai celiuliozė ir kalcio alginatas suyra, ertmės vietoje susiformuoja naujas kaulas. Kadangi visi komponentai natūralūs, jų biologinio skaidymo metu susidarantys produktai nekenksmingi žmogaus organizmui“, – sako A. Palavenienė.
KTU mokslininkai taip pat sukūrė du biofarmacinius produktus iš sepijos kaulo: tai gelis, kuris gali būti naudojamas paviršinėms žaizdoms gydyti, ir žvakutės hemorojui gydyti. Anksčiau dirbusi vaistininke A. Palavenienė puikiai žino biofarmacinių produktų populiarumą tarp vartotojų. „Žvakutės su ryklių taukais visada pirmos dingdavo iš vaistinės lentynų“, – prisimena ji.
Rado būdą pašalinti alergenus
Mokslininkė teigia, kad komerciniai sveikatos priežiūros produktai iš sepijos kaulo neegzistuoja dėl galimo šalutinio poveikio, tokio kaip alergijos, užsikrėtimas sunkiaisiais metalais ar kitais organiniais teršalais iš jūros.
„Mano tyrime vienas iš uždavinių buvo pašalinti baltymo tropomiozino pėdsakus, kurio aminorūgščių seka šiek tiek skiriasi nuo žmogaus organizme esančio. Šis baltymas įeina į sepijos mantijos raumeninės dalies sudėtį, o kauluose galima aptikti tik jo likučius. Kai kurie žmonės turi padidėjusį jautrumą šiam baltymui, todėl, esant kontaktui su juo, gali išsivystyti alerginės reakcijos“, – atskleidžia A. Palavenienė.
Mokslininkė pasakoja, kad paprastai, norint pašalinti baltymą iš struktūros, naudojami šarmų tirpalai. Tačiau šis metodas keičia sepijos kaulo bioneorganinę sudėtį. Pasinaudodama naujausia šiuolaikinių laboratorijų įranga, KTU mokslininkė sukūrė alternatyvų tropomiozino – potencialaus alergijų sukėlėjo – pėdsakų pašalinimo iš sepijos kaulo būdą.
Tyrimo rezultatai atveria naujas galimybes
Dar viena su jūros kilmės medžiagomis susijusi baimė yra pavojus apsinuodyti sunkiaisiais metalais. A. Palavenienė nei sepijos kaulo nugarinės, nei priekinės dalių mėginiuose nerado jokių biologiškai nenaudingų sunkiųjų metalų, tokių kaip sidabras, kadmis, švinas ar nikelis. Be to, išanalizavusi šios srities mokslinę literatūrą, ji padarė išvadą, kad jokio organinio užterštumo šiose jūrinės kilmės medžiagose nėra aptikta. Sepijos gyvavimo trukmė palyginti trumpa – 2–3 metai.
Ex vivo tyrimai su gyvomis ląstelėmis buvo vykdomi bendradarbiaujant su V. N. Karazino Charkovo nacionaliniu universitetu (Ukraina), Prahos Karolio universitetu (Čekijos Respublika) ir Izmiro technologijos universitetu (Turkija).
Tyrimų rezultatai rodo, kad sepijos kaulo panaudojimas kaulo audinio inžinerijoje yra labai suderinamas su žmogaus organizmu, o žmogaus kaulo ląstelės yra linkusios auginti kaulo audinį ant karkaso paviršiaus. Taip pat nustatyta, kad sepijos kaulas yra netoksiškas odos ląstelėms – keratinocitams.
Sepijos kaulai natūraliai randami Rytų ir Pietų Azijos, Vakarų Europos ir Viduržemio jūros pakrantėse, taip pat visose Afrikos ir Australijos krantuose. Dažniausiai sepijos kaulų milteliai naudojami kaip paukščių lesalas, kartais šis kaulas naudojamas ir gaminant juvelyrinius dirbinius.
KTU nuotr.