Opatrunki, soczewki kontaktowe i sztuczna krew

Dziś tworzywa sztuczne rządzą medycznym światem. W ostatnich latach zrewolucjonizowały wręcz rynek medyczny. Bez polimerowych produktów nie mogą się obejść lekarze, personel pomocniczy służb medycznych i pacjenci. Uczeni opracowali setki nowych narzędzi i przedmiotów z tworzyw sztucznych. Część z nich stała się niezbędnym elementem współczesnej medycyny. Naukowcy zapewniają, że w najbliższych latach nanopolimery będą transportować leki bezpośrednio do uszkodzonych komórek, a mikrospirale pomogą w walce z chorobą wieńcową. Sztaby naukowców są już u progu wynalezienia polimerowego substytutu krwi.

[srodtytul]Motor medyczny[/srodtytul]

Dlaczego świat medycyny skłania się ku polimerom? – Z jednej strony materiały z tworzyw sztucznych są łatwe do czyszczenia i sterylizacji, z drugiej stanowią naturalną barierę dla płynów, gazów i zanieczyszczeń. To właśnie dzięki tym zaletom są tak często stosowane w instytucjach ochrony zdrowia – wyjaśnia inżynier Anna Kozera-Szałkowska, znawca polimerów, specjalistka ds. komunikacji w Fundacji PlasticsEurope Polska, która zrzesza rodzimych producentów tworzyw sztucznych.

Najlepszym przykładem masowego wykorzystania tworzyw sztucznych w medycynie, ze względu na właściwości sterylizacyjne i stanowiące barierę dla zanieczyszczeń, są polimery, z których produkuje się posadzki pomagające utrzymać higienę w pomieszczeniach. Elementy z tworzyw często wykorzystuje się także do izolacji pomieszczeń, by zapobiec rozprzestrzenieniu się chorób zakaźnych. Włókna polimerowe są również znakomitym materiałem na opatrunki chirurgiczne. Listę polimerów stosowanych w medycynie zamykają te, z których produkuje się plastikowe strzykawki (z polipropylenu), sztuczne nerki, rurki, cewniki z polietylenu, naczynia medyczne (z polichlorku winylu) oraz folie półprzepuszczalne do dializy pozaustrojowej (z celofanu).

W ostatnich latach naukowcy opracowali także metody wytwarzania zastępczych protez z tworzyw pomagających w przywróceniu normalnej pracy serca, stawów, nerek, uszu, zębów i oczu. I właśnie w tych zastosowaniach tworzywa sztuczne dowiodły swojej doskonałej użyteczności, zapewniając bezpieczeństwo, higienę i harmonijne współdziałanie – biokompatybilność – z ludzkim organizmem. – Tylko dzięki biokompatybilnym rozwiązaniom w zakresie polimerów możliwe są współczesne osiągnięcia w medycynie. Bez nich bowiem nie można by rekonstruować ścięgien albo robić badań i zabiegów za pomocą mikrosond – zapewnia Anna Kozera-Szałkowska.

[srodtytul]Polimery na zęby[/srodtytul]

W stomatologii duże znaczenie mają tworzywa termoplastyczne, które jednocześnie są biokompatybilne z tkankami. Ich zaletą są również dobre właściwości fizyczne, czyli mniejsza hydrofilowość, dobrze dobrany współczynnik elastyczności, duża wytrzymałość mechaniczna i wysoka estetyka w gotowym produkcie. – Tego typu polimery (acetal) wykorzystuje się do wytwarzania tzw. protez częściowych osiadających. Znajdują również zastosowanie przy różnego typu protezach tzw. podpartych. Z tworzywa sztucznego robi się również inne elementy konstrukcyjne, np. klamry estetyczne.

Dzięki tworzywom współczesna chirurgia świetnie radzi sobie z rekonstrukcją ścięgien. Nie byłyby bez nich też możliwe badania i zabiegi wykonywane za pomocą mikrosond. W ostatnim czasie do rozwoju medycyny przyczynił się kolejny wynalazek. W laboratoriach powstało hemokompatybilne tworzywo poliwęglanowe, które posłużyło jako surowiec do budowy pomp do krwi używanych w hemodializie. – To niezwykłe tworzywo nosi nazwę HPM Lexan i zapobiega powstawaniu na ścianach pompy skrzeplin, które mogłyby zakłócić działanie urządzenia – wyjaśnia Dominik Wójcicki, redaktor z wortalu Plastech, skierowanego do profesjonalistów z branży tworzyw sztucznych i opakowań.

Jak wynika z badań, produkty wykonane z HPM Lexan wykazują obniżoną skłonność do aktywacji leukocytów i proteiny C3a, czego efektem jest mniejsze prawdopodobieństwo skrzeplin. – W przeciwieństwie do tradycyjnych pomp, w przypadku których krew jest przetaczana przez dializator metodą wyporu, w każdej komorze pompy Pulsar znajduje się elastyczna membrana, na którą naprzemiennie przykłada się podciśnienie i nadciśnienie – tłumaczy Dominik Wójcicki.

[srodtytul]Do badań i leków[/srodtytul]

Polimerem, bez którego medycyna nie poszłaby naprzód, jest także LNP Faradex. Wykorzystano go do budowy przenośnego urządzenia służącego do badań dopplerowskich. Dzięki niemu można wykryć bezobjawowe, lecz niebezpieczne obrażenia mózgu, powstałe np. po upadku. – W tym przypadku tworzywo sztuczne wykorzystano do stworzenia obudowy, która zapewnia tzw. ekranowanie, czyli osłanianie obiektu od otaczających go pól elektrycznych, magnetycznych lub elektromagnetycznych – tłumaczy Dominik Wójcicki. – Kieszonkowy aparat TCD Neurovision 500P ułatwia lekarzowi ocenę ewentualnych obrażeń mózgu na miejscu, bez konieczności przewiezienia chorego do szpitala. W tym wypadku wczesna diagnoza zwiększa szansę chorego na przeżycie.

Współczesne laboratoria rozsiane po całym świecie badają potencjał opartych na tworzywach sztucznych mikrosystemów i nanotechnologii, które można zastosować w medycynie. – W tego typu badaniach uwzględnia się wykorzystanie tzw. nanopolimerów, które mają pełnić rolę nośników leków, działających bezpośrednio na uszkodzone komórki, a także mikrospirali z tworzyw. Te już obecnie są używane do leczenia chorób wieńcowych – tłumaczy Anna Kozera-Szałkowska. Dzięki nanotechnologii opracowano również tworzywa w tzw. systemach mikroelektromechanicznych. – Są to bardzo małe aparaty z tworzyw sztucznych, opracowane z myślą o zastosowaniach biologicznych. Na przykład umieszczone na małym wycinku skóry dostarczają błyskawicznie odczyt poziomu glukozy lub kwasu mlekowego. Być może w przyszłości okażą się pomocne w wykrywaniu komórek nowotworowych – zauważa inżynier

[srodtytul]Ulga w cierpieniu[/srodtytul]

Tworzywa sztuczne przyczyniły się również do technologicznego przełomu w dziedzinie bioniki. Najlepszym tego przykładem jest gorset ReWalk, który umożliwia chodzenie pacjentom, którzy stracili władzę w nogach. Do produkcji tego innowacyjnego gorsetu wykorzystano najnowsze technologicznie tworzywa sztuczne. ReWalk wyposażony został w silniczki elektryczne, zaawansowane czujniki ruchu, skomplikowane algorytmy sterowania, wbudowane komputery, elektryczne siłowniki i specjalnie zaprojektowane akumulatory. – To urządzenie jest najlepszym przykładem na to, w jaki sposób tworzywa sztuczne, w połączeniu z zaawansowaną technologią, przynoszą ulgę w cierpieniu i mogą zapewnić korzyści w wymiarze zdrowia fizycznego i emocjonalnego – podsumowuje Anna Kozera-Szałkowska.

[srodtytul]Niezastąpiona soczewka[/srodtytul]

Dziś trudno sobie wyobrazić świat bez sztucznego tworzywa, które uchodzi za najważniejszy wynalazek XX wieku, który zrewolucjonizował świat niemal w każdej dziedzinie.

Po raz pierwszy tworzywo sztuczne zastosowano w medycynie w latach 30. XX w. Rozwój rozpoczął się od skonstruowania pierwszej nieorganicznej soczewki kontaktowej. Wymyślono ją w Stanach Zjednoczonych, a do produkcji wykorzystano tworzywo PMMA (polimetakrylan metylu). W porównaniu ze współczesnymi soczewkami ich protoplasta był kiepskiej jakości.