„Baigusi doktorantūros studijas norėjau pasinaudoti Lietuvos mokslo tarybos projektu „Podoktorantūros stažuočių įgyvendinimas Lietuvoje“. Profesorius Aivaras Kareiva pasiūlė prisijungti prie jo vadovaujamos mokslinės zolių-gelių grupės. Šios grupės mokslininkai su kalcio hidroksiapatitais dirba jau kurį laiką, taigi turi patirties ir įdirbio šioje srityje“, – sako VU Chemijos fakulteto jaunoji mokslininkė dr. Aleksandra Prichodko.

Ji kartu su kolegomis siekia zolių-gelių metodu susintetinti kalcio hidroksiapatito nanostruktūrintas dangas ant nerūdijančio plieno padėklų ir taikyti jas implantams ortopedijoje bei odontologijoje. Zolių-gelių metodas – tai sistemos perėjimas nuo skystos „zolio“ fazės prie kietosios „gelio“ fazės. Sintezė zolių-gelių metodu dažniausiai atliekama nesudėtingomis sąlygomis, jai nereikia brangios ir sudėtingos įrangos. Visi procesai paprastai vyksta oro atmosferoje, prie nedidelių temperatūrų ir slėgių. Junginiai sintetinami vandeninėje, aplinkai draugiškoje terpėje.

„Vienas mano stažuotės tikslų – pirmą kartą ištirti įvairių metalų, tokių kaip manganas, sidabras ir ceris, pakaitų efektą kalcio hidroksiapatito nanostruktūrintose dangose ant nerūdijančio plieno padėklų. Sidabru legiruotas kalcio hidroksiapatitas pasižymės antibakterinėmis savybėmis. Manganas kalcio hidroksiapatite pagerintų kaulinio audinio sukibimą ir pasiskirstymą ant šia keramika padengtų implantų. Lantanoidais pakeistų kalcio hidroksiapatitų ploni sluoksniai gali būti naudojami kaip bioaktyvūs biologinių molekulių ir vaistų fluorescuojantys pernešėjai. Ceris kalcio hidroksiapatite papildomai pasižymėtų antibakterinėmis savybėmis, sumažintų danties emalio tirpumą rūgštyse“, – paaiškina dr. A. Prichodko.

Mokslininkė priduria, kad sidabru legiruotų kalcio hidroksiapatitų sudėtis, kristalinė struktūra ir paviršiaus morfologija turi būti artima dantų ir kaulų audiniams. Sėkmingai susintetinus sidabru legiruoto kalcio nanostruktūrintas dangas būtų galima tikėtis proveržio kaulų chirurgijoje ir implantologijoje. Jis pasireikštų geresniu kaulinio audinio tirpumu fiziologiniuose skysčiuose, be to, jis greičiau suaugtų, padidėtų biosuderinamumas su organizmu.

„Nerūdijantis plienas yra tvirtas, tinkamas implantui. Kad jis būtų kuo artimesnis kaului ir kuo geriau prigytų, padengiamas kalcio hidroksiapatitu. Dažnai organizmas atmeta bet kokius svetimkūnius. Todėl svarbu, kad nauja medžiaga būtų kuo panašesnė į natūralią, į organizmą“, – teigia jaunoji mokslininkė. Kalcio hidroksiapatito savybės artimos natūraliam kaului, bet pats jis trapus. Padengiant juo nerūdijantį plieną, pastarasis atlieka savo funkciją, o kalcio hidroksiapatitas padeda implantui geriau prigyti. Kalcio hidroksiapatitas yra viena pagrindinių kaulų ir dantų sudedamųjų dalių. Bet vien jo naudoti negalima, todėl bandoma jį dėti ant įvairių paviršių.

„Dirbu dviem metodais: pamerkimo ir sukimo būdu. Šiais būdais ant plieno dedame sluoksnius. Po kiekvieno dengimo medžiagą kaitiname aukštoje temperatūroje. Taip kaitiname iki 30 sluoksnių. Siekiame išsiaiškinti, kuris iš šių dviejų būdų būtų geresnis sluoksnių padengimams ir kelių sluoksnių reikia“, – apie savo darbo specifiką kalba dr. A. Prichodko.

Ši mokslininkė prisideda ir prie naujų medžiagų ortopediniams implantams gaminti kūrimo. Ji su komanda pirmą kartą zolių-gelių metodu susintetins sidabru legiruoto kalcio hidroksiapatito nanostruktūrintas dangas ant silicio nitrido ir silicio oksinitrido padėklų, kuriais tvirtinami kaulai ar dantys. Šie junginiai yra termiškai stabilūs, lengvai formuojasi 50–200 nm arba mikrometrinių dydžių kristalitai, tad medžiagos labai patrauklios estetiniu požiūriu. „Iš nanostruktūrinto sidabru legiruoto kalcio hidroksiapatito galima suformuoti 3D blokus, pasižyminčius mikropore sandara, kuri leidžia gauti įvairias formas. Dabartinėje darbų stadijoje pagamintų dangų dirbtiniais kaulais pavadinti negalime, tačiau iš nanostruktūrinto sidabru legiruoto kalcio hidroksiapatito miltelių tikimasi pagaminti dirbtinio kaulo karkasus, kuriais būtų galima užpildyti kaulinio audinio ertmes, atsiradusias dėl traumos ar ligos“, – tyrimų praktinę pusę pabrėžia jaunoji Chemijos fakulteto mokslininkė.

Ji stažavosi Taivane, Nacionaliniame Taipėjaus technologijos, Taipėjaus medicinos, Venecijos Ca‘Foscari universitetuose. Pastarajame atliko lantanoidais legiruotų kalcio hidroksiapatitų tyrimus, zolių-gelių metodu susintetino europiu (Eu) ir tuliu (Tm) legiruotus kalcio hidroksiapatitų mėginius, ištyrė jų optines savybes. Paaiškėjo, kad šie elementai gali švytėti ir būti naudojami kaip žymeklis vėžinėms ląstelėms atpažinti. Taivane dr. A. Prichodko su kolegomis gamino 3D blokus dantų remineralizacijai – padarytus karkasus pripildydavo kalcio hidroksiapatitais ir su 3D technologija atkurdavo pirmykštę kaulo formą. Ši technologija naudojama daugelyje sričių.