Tartu ülikooli doktorant loob imekangast

Tartu ülikooli doktorant Kaido Siimon tõmbab lahti oma töölaua sahtli. Seal need ongi! Uudse kanga peopesasuurused tükikesed, igaüks omaette karbikeses. Tulevikus päästab niisugune kangas suurte nahavigastustega patsiente.

Jutt on heledaist, imepehmeist ja -õhukestest, otsekui kokkupakitud uduvanikutest, mis on valmistatud želatiinist ja suhkrust ning mille keemiline koostis on peaaegu seesama, mis inimese nahal.

Kaido Siimon on nende kangatükkide kallal koos arstide, rakubioloogide, füüsikute ja keemikutega töötanud viimased kolm aastat. Tema eesmärk on luua midagi, mis toetaks naha loomulikku taastumist ka siis, kui inimese vigastused on väga suured.

Kui inimese nahal on väike kriim, paraneb see iseenesest ning kriimustusest ei jää jälgegi. Kui tal on aga näiteks väga suur põletushaav, siis võib juhtuda, et loomulik paranemine pole võimalik.

Kaido Siimon selgitab naharakkude omadusi. Kui inimene saab vigastada, jooksevad naharakud kohale ning tõmbavad vigastatud kehapinnale kollageenkiud. Nii hakkab haav tasapisi taastuma. Kui haav on aga liiga suur, siis hakkab tööle teistpidi protsess, mis jätab paranemisel alles koleda armi.

Kaido Siimoni ja ta võitluskaaslaste idee ongi luua tehismaterjal, mida võiks kohe asetada katkisele kohale ning siis külvata sellele tehiskangale naharakud, mis on võetud süstlaga selleltsamalt patsiendilt. Nii saavad naharakud asuda tegutsema kohe.

Tavaliselt on nii, et keha lükkab kõik võõra ära. Järelikult peab loodav materjal olema bioloogiliselt hästi sobiv.

Edasi mõtlesid teadlased nii.

Inimese naha peamine koostisosa on kollageen. Ja näiteks želatiini saadakse kollageeni hüdrolüüsil ehk loomsete jääkide töötlemisel tugevate hapete või alustega.

Hüdrolüüsil laguneb kollageenimolekul väiksemateks juppideks ja nii on nendega edasi lihtne toimetada ehk Kaido Siimoni sõnul on neid nüüd lihtsam kokku panna just selliste omadustega «nahaks», nagu teadlastel vaja.

Samas on želatiin lagunenud molekulide tõttu nõrgem kui kollageen ning seepärast tuleb leida viis, kuidas želatiin tugevaks saada.

«Me ei saa oma kangast punuda nii, nagu tavakangast punutakse, aga me saame luua kiude moodustavate želatiinimolekulide vahele keemilised sidemed,» selgitas Siimon.

Appi tuli suhkur

Kaido Siimoni idee oli see, et seda tugevust võiks reguleerida suhkruga.

Selleks, et ette kujutada, mismoodi trikk käib, näitab Siimon füüsikamajas oma laborit ja selgitab.

Kõigepealt tuleb želatiini ja suhkru lahus lisada viiekümneprotsendilisse äädikalahusesse, täita sellega pumpsüstal ning seejärel alustada elektrospinni­mist.

Kõrgepingevooluga juhe ühendatakse süstlanõelaga, mille otsas on lahusetilk. Ja umbes 15 sentimeetri kaugusele asetatakse maandatud metallplaat.

Voolu sisse lülitades hakkavad elektrostaatilised jõud laetud lahusetilka tõmbama maandatud plaadi poole. Tilk venib peenemaks ja peenemaks, äädikalahus aurab ära ning plaadi peale maanduvadki juba tahked želatiinikiud.

Iga kiudu eraldi ei ole võimalik silmaga näha, sest selle paksus on vaid 200 kuni 700 nanomeetrit. Aga kui neid kiude tekib tuhandeid, siis on katset võimalik silmaga jälgida (vaata säbrukoodi videot).

Tartu ülikooli kliinikumi arst-resident Paula Reemann on koostöös Kaido Siimoniga oma doktoritöös uurinud just seda, kuidas naharakud želatiinkangal käituvad. Kas ja kuidas rakud neil pindadel kasvavad ning kuidas mõjutab kangas naharakkude omadusi.

Lootus on hea

«Esialgsed tulemused annavad küll lootust, et materjal on sobiv aluspind naharakkudele. Lisaks on želatiin looduslik aine, mida on eri vormidena meditsiinis juba kaua kasutatud,» kommenteeris Reemann.

Ta lisas, et vastust sellele, millal konkreetne toode saab patsientidele kättesaadavaks, ei ole lihtne anda. «Enne tuleb läbida hulk ohutuskatseid ning materjali omadusi on veel vaja edasi arendada,» rääkis ta, märkides, et nahaanalooge on maailmas katsetamisjärgus teisigi ning osa neist on jõudnud ka kliinilisse kasutusse. Peamine probleem nende puhul on tema sõnul aga kättesaadavus ning väga kõrge hind.