Nadějná třetí generace gelů

K. Dušek: Ano. původní gely vlastně sloužily jako taková pasivní složka, kde například nahrazovaly oční čočku nebo nějaké součásti v těle, které nasimulovaly určité fyziologické funkce, ale máme teď gely nové, které se liší od těch starých tím, že jsou do nich chemicky zabudovány určité sekvence biopolymerů.

Proč?

K. Dušek: Je to proto, aby se tyto funkce přiblížily funkcím organismu a mohly reagovat na změny v organismu, zvláště na určité látky biopolymerního typu, které organismus za určitých podmínek produkuje. Například třeba v případě rakovinných buněk jsou to metabolity charakteristické pro tyto buňky.

M. Dušková: Jiným typem takových gelů mohou být syntetické polymerní matrice, ve kterých jsou zabudovány biodegradovatelné biologické části a takové gely jsou zejména vhodné pro dočasné tkáňové náhrady. Na našem ústavu je výzkumná skupina, která se tímto zabývá, je to velice zajímavé a současné téma.

Kolikátá generace gelů to bude?

K. Dušek: To je těžko říct, někdo mluví o třetí generaci, ale nelze tyto generace přímo odlišit.

Od Wichterla tedy teprve třetí generace?

K. Dušek: Je to tak možné říct, protože první generace byly čisté hydrogely, vlastně čistý hydrofilní polymer, potom byly gely o určité struktuře, spíše tedy fyzikální struktuře, a tohle je takový přelomový krok, kdy se syntetický hydrogel dostává do části organismu.

M. Dušková: Někdy se mluví také o gelech biohybridních.

Kde se tedy už zabydlely první a druhá generace gelů naprosto bezpečně?

K. Dušek: Tak jsou to například hydrofilní měkké čočky, tam dnes asi po dvaceti, třiceti letech je tento materiál ve své podstatě stejný, je ovšem různě modifikovaný, ale liší se fyzikálně, má různou fyzikální strukturu a modifikuje se tak, aby bobtnal třeba více nebo méně.

Co by tedy nebylo, kdyby nebyly gely?

M. Dušková: Určitě by nebyly kontaktní čočky, světoznámé, vynalezené v tomto ústavu a vyvinuté profesorem Wichterlem, určitě by nebyly některé implantáty používané již delší dobu, například silikonové podkožní implantáty...

K. Dušek: Asi by taky nebylo doručování léčiv, které se studuje už dlouhou dobu a užívá se hlavně per os, to znamená, že se spolknou nějaké částečky gelu a ty se pak dopraví do těla. Polymer je upraven tak, aby dejme tomu nebobtnal moc, když prochází žaludkem a tenkým střevem, protože se v organismu mění kyselost - když se kyselost zmenší, začne bobtnat, a začne vypouštět lék. Tak to bych taky ještě řadil k té druhé generaci.

A takováto dodávka léků by bez gelu nebyla možná? Neznáme nějakou jinou cestu?

K. Dušek: Jistě, léky můžeme dodávat iným způsobem než gely, to znamená například krví, tak že se vstříkne do krve nějaký nízkomolekulární polymer, který putuje na své místo určení a tam vydává lék. Nebo je možné taky dodávat léky pomocí náplastí, kdy se lék vsakuje do tkáně a potom je dopravován krevním řečištěm

Gely jsou tedy vaší životní láskou. Kde tušíte jejich další uplatnění a proč se jim tak intenzivně v ústavu věnujete?

K. Dušek: Řekl bych, že pojem gel má nejmíň dvojí význam - jednak je to nějaká látka, která má gelovitý charakter, to znamená je taková měkká, pružná, ale potom ve fyzice polymerů je gel nějaká obrovská molekula, kde jsou části této molekuly spojeny dohromady. A k této gelaci, vytváření gelu, dochází u všech látek, které jsou tzv. polyfunkční. Gel je základem třeba vulkanizovaného kaučuku, různých pryskyřic například epoxidových, nenasycených polyesterů a tak dále, mohl bych jmenovat řadu těchto látek, se kterými se v praxi setkáváme. Čili můj osobní zájem je hlavně v této širší oblasti. Gely hydrofilní, o kterých mluvíme, jsou jaksi specielním úsekem a jsou poměrně složité, zvláště když obsahují prvky biopolymerní.
Já bych ještě řekl, že naše skupina se zabývá hlavně teoretickým studiem a my je tedy studujeme z tohoto hlediska, ale jsou tam vlastně podobné problémy jako jsou u jiných, zcela nepodobných látek, jako třeba kaučuku vulkanizovaného, který je v pneumatice, je ve vytvrzené epoxidové pryskyřici, která je třeba v laminátu, nebo jsou s tím zality cívky elektrické a podobně. Čili toto je pro nás zajímavé hlavně tento zobecňující pohled.

Pane profesore, myslíte si, že příroda před námi tají možnosti dalších generací gelů?

K. Dušek: Myslím si, že jistě, nakonec by je možná bylo vytvořit. I tkáně jsou vlastně gely, my je ještě neumíme vytvořit, a jenom jim můžem dát podporu, aby na nich rostly buňky, které máme. Ale bude možné asi udělat takové gely nebo takové polymerní soustavy, které budou specifické jenom pro určitý druh buněk, čili tyto buňky tam budou moci růst a jiné ne. Čili je to vlastně přibližování k přírodě a my tu přírodu vytváříme v laboratoři a přibližujeme se k ní blíž a blíž.

Čili gelové srdce, gelové svaly...?

K. Dušek: To bych neřekl - asi ne celé srdce, ale určité části srdce jistě. Už existují třeba jakési gelové chlopně, které se dají vyměnit v srdci a jistě to budou větší a větší části. Máme v srdci ovšem regulační systém, aby správně bilo a dodávalo krev a to je něco víc než srdce samotné. Čili musíme ještě tento systém nějakým způsobem vybudovat.