Katarzyna Nawrotek

Katarzyna Nawrotek naprawi uszkodzone nerwy

Choć komórki nerwowe posiadają zdolność do samoistnej regeneracji, w warunkach naturalnych zdarza się, że przy dużych uszkodzeniach układu nerwowego regeneracja ta nie jest pełna. Dr inż. Katarzyna Nawrotek z Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej, laureatka III nagrody w konkursie INTER 2014 pracuje nad stworzeniem specjalnych osłonek nakładanych na zniszczone włókna nerwowe, które wspomogą naturalny proces odbudowy nerwów.

Regeneracja nerwów obwodowych jest zjawiskiem bardzo złożonym, zależnym w dużej mierze od stopnia uszkodzenia włókien nerwowych oraz warunków występujących w otaczających je tkankach. Jeśli zniszczona tkanka nerwowa nie zregeneruje się w pełni, pojawiają się zaburzenia czucia, niedowłady, czy nietolerancja zimna i bólu. Wiadomo, że aby odbudowa nerwów przebiegała sprawnie, w otaczającym je środowisku muszą występować pewne biomolekuły i czynniki.

„Stworzenie „sztucznego środowiska” zawierającego wszystkie te biomolekuły i czynniki, które organizm sam wykorzystuje do przywrócenia utraconych funkcji neurologicznych, wydaje się być drogą do sukcesu w regeneracji nerwów. Takim środowiskiem może być osłona w kształcie rurki, którą będzie można założyć na uszkodzone wiązki komórek nerwowych. Dodatkowo, powierzchnia rurki fizycznie odizoluje tkankę nerwową od innych tkanek, a tym samym zabezpieczy ją przed napływem szkodliwych substancji. Ponadto, taka struktura może stanowi „rusztowanie”, po którym będą odbudowywać się komórki nerwowe” – wyjaśnia dr inż. Katarzyna Nawrotek.

Aby wytworzyć osłonki wspomagające regenerację nerwów, najpierw trzeba opracować materiał, którego zarówno skład chemiczny jak i właściwości mechaniczne powinny być podobne do tych, jakie posiada tkanka nerwowa. Ponadto strukturę osłonki trzeba wzbogacić w biomolekuły, które mają kluczowe znaczenie w regeneracji układu nerwowego. Jednym ze składników matrycy powinny być nanocząsteczki węgla, które pozwolą na naśladowanie własności elektrycznych nerwu oraz na komunikację między neuronami.

„Udało mi się już opracować taki materiał i wykazać jego biokompatybilność czyli nietoksyczność wobec komórek nerwowych w warunkach in vitro. Obecnie jestem na etapie sprawdzania jego biokompatybilności w warunkach in vivo. Polega to na sprawdzeniu odpowiedzi układu immunologicznego organizmu żywego na opracowany przeze mnie materiał. Do testów tych wybrałam szczury. Ponadto, badania te będą pomocne przy wyznaczeniu kinetyki degradacji materiału w warunkach in vivo, co pozwoli na wyznaczenie okresu, w jakim materiał spełnia funkcję rusztowania dla regenerującej się tkanki nerwowej” – mówi dr inż. Katarzyna Nawrotek.

Co ważne, jej projekt przewiduje także opracowanie metody produkcji osłonek, dzięki której będzie możliwe tworzenie implantów o różnej średnicy i długości w zależności od potrzeb pacjenta. „Średnica nerwów obwodowych w naszym organizmie jest różna i przyjmuje wartości od 1 do 12 mm. Także długość osłonki ma znaczenie, ponieważ każdy przypadek uszkodzenia wiązki nerwowej jest inny i zależy od rozmiarów rany. Dlatego ważne jest, aby  móc dostosować implant do każdego pacjenta indywidualnie” – wyjaśnia dr Nawrotek.