Zinātnieku brokastīs RSU rod sadarbības iespējas ar Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtu

Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) Zinātnieku brokastīs 2. aprīlī tikās RSU un Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) pētnieki, lai meklētu un rastu nākotnes saskares punktus zinātnē. Pēc RSU zinātņu prorektores Agritas Kiopas ievadvārdiem LVKĶI zinātniskās padomes priekšsēdētājs Jānis Rižikovs iepazīstināja ar LVKĶI pētniecības virzieniem un sadarbības iespējām. Institūtā ir sešas laboratorijas un pilotiekārtu angārs, un tas ir gatavs paplašināt starpnozaru sadarbību nepārtikas bioekonomikas, koksnes zinātnes, biorafinēšanas, celulozes un lignīna ķīmijas, biotehnoloģijas, termolīzes, polimēru ķīmijas un tehnoloģiju jomā.

LVKĶI zinātniskās padomes priekšsēdētājs Jānis Rižikovs (no labās) RSU Zinātnieku brokastu laikā

RSU Zinātnes departamenta stratēģisko zinātnes projektu vadītāja Justīne Krūmiņa iepazīstināja ar RSU pētniecības jomām, īpaši izceļot RSU zinātnes portālu un Farmācijas studiju un pētniecības centru, kur notika šīs Zinātnieku brokastis. Brokastu dalībnieki vēlāk apmeklēja Farmācijas pētniecības centra laboratorijas ēkas saimnieces prof. Dr. pharm. Daces Banderes un Gatavo zāļu formu laboratorijas vadītāja Konstantīna Logvisa vadībā.

Dalībnieki sadalījās četrās darba grupās rast RSU un LVKĶI sadarbības iespējas.

• Biorafinēšanas laboratorija. LVKĶI Dr. sc. ing. Jānis Rižikovs un Dr. sc. ing. Aigars Pāže prezentēja pētījumus par patentētiem bērza tāss ekstraktiem, supramolekulārajiem gēliem un emulsijām kā ceļu uz jaunām terapeitiskām pieejām.
• Bioinženierijas laboratorija. LVKĶI Dr. sc. ing. Oskars Grīgs iepazīstināja ar pētījumiem, kas aptver mikroorganismu kultivāciju, bioreaktoros balstītu fermentāciju un antimikrobiālu šķīdumu izstrādi.
• Biomasas izpēte farmācijas jomā. LVKĶI Dr. sc. ing. Sarmīte Janceva un Dr. chem. Māris Lauberts stāstīja par dabiskas izcelsmes aktīvām vielām ar pretiekaisuma, antibakteriālām un antioksidanta īpašībām.
• Kaulu implanti no koksnes. RSU domubiedrus meklēja LVKĶI Dr. chem. Laura Andže.

Ieskats darba grupā Kaulu implanti no koksnes

Osteosintēzes (lauzta kaula fragmentu savienošana) implantu joma ir plaša, pētnieki visā pasaulē meklē dažādus materiālus. Līdz šim nepārspēts ir titāns, jo citi materiāli nav pietiekoši izturīgi un cieti. Tomēr metāla implantam ir trūkumi – tas var veicināt atkārtotus lūzumus, kā arī rada neērtības pacientiem un medicīnas diagnostikā, piemēram, veicot kodolmagnētisko rezonansi.

LVKĶI Dr. chem. Laura Andže (attēlā) iepazīstināja ar savu inovatīvo ideju: pirms trīs gadiem pie viņas atnāca Mikroķirurģijas centra mikroķirurgi dr. Mārtiņš Kapickis un Vadims Ņefjodovs ar stāstu par medicīnas doktora Ēvalda Ezerieša izstrādātu un patentētu kadiķa koksnes gūžas implantu, kas līdz šim izmēģināts veterinārajā medicīnā. Tobrīd zinātnes žurnālā Nature bija publikācija par koksnes blīvināšanu vārot – metode līdzīga kā celulozes iegūšanā, tikai vāra īsāku laiku un pēc tam hidrotermiski presē. Zinātniskajā literatūrā tika atrastas deviņas publikācijas par masīvkoksnes potenciālu izmantošanu kaulu implantos un tikai viena publikācija par slodzi nesošajiem ortopēdiskajiem koka implantiem. Kā osteosintēzes implants koksne līdz šim nav pētīta.

Saliekot abus faktus kopā – kadiķi var ielikt dzīvā organismā un koksni iespējams sablīvināt, LVKĶI sāka pētījumu ar mērķi izstrādāt metodi koksnes blīvināšanai, lai iegūtu koksnes materiālu ar kaulam līdzīgām mehāniskajām īpašībām un labu biosaderību. Tas nākotnē piedāvātu alternatīvu metāla un titāna osteosintēzes kaulu implantiem. Koka implantam (skrūvei) jāspēj saaugt ar kaulu, lai nav nepieciešama atkārtota operācija implanta izņemšanai. Šāds koka implants nepīkstēs lidostās un neradīs sāpes pacientiem. Metode ir sablīvināt koksni, to vārot un pēc tam presējot, un tā iegūst kaulam pielīdzinātu blīvumu un cietību.

Laika gaitā kadiķis ir izbrāķēts un par piemērotu koksni atzīts bērzs – visvieglāk pakļaujas impregnēšanai, jo ekstraktvielu saturs ir ievērojami mazāks un nav sveķu aiļu kā skujkokiem, tostarp kadiķim. Kā otru materiālu pēta vilkābeli, jo tai ir lielāks sākotnējais blīvums. Pašreiz ir iegūts pietiekoši blīvs materiāls ar trīsreiz lielāku mehānisko izturību un elastību, kas neuzrāda citotoksisku rekciju uz kaulu šūnām. Nākamais solis būs pētīt, vai kaula šūnas atjaunojas implanta klātbūtnē. Visizaicinošāk būs izveidot skrūvi – no koka izveidot vītni. LVKĶI tic, ka koka implanti būs saderīgi ar cilvēka kaulu, un organisms uz to nereaģēs kā uz svešķermeni. Tuvākie pētījumi joprojām notiks šūnu līmenī, tomēr līdz koka skrūvei esot jātiek jau šogad.

“Koksnes un kaula struktūra ir ļoti līdzīga, un tas ir lielais atklājums. Vienīgā atšķirība ir tā, ka koka šūna ir mazāka izmēra nekā osteons. Lai arī mums vēl ceļš ejams līdz implantam, kad tiksim pie skrūves, tas var būt abu pušu sadarbības sākums,” teic L. Andže. Ar RSU redz iespēju sadarboties biomehānikas testu veikšanā pēc implanta ievietošanas kaulā, jo RSU ir atbilstīgas iekārtas.