Pěstování lidských orgánů pomocí nanovláken? „Naprosto reálné,“ říká profesor, který dal světu stroj na jejich výrobu

Přesně před patnácti lety vyvinul liberecký tým profesora Oldřicha Jirsáka stroj zvaný Nanospider určený k průmyslové výrobě nanovláken. Nejen vědecký, ale obecně celý technický svět zůstal ohromen. Od té doby nanovlákna a nanotechnologie kompletně mění životy lidí na celé planetě. Sám profesor Jirsák se nejprve zdráhal s Libereckými Zprávami o úspěchu, který přinesl Česku slávu, hovořit. Připadalo mu to nemístně vychloubačné. Když se ale nakonec o nanovláknech přece jen rozpovídal, oči mu zářily jako klukovi, který dal právě poprvé v životě gól.


Foto: Jan Stránský

Který obor lidského konání podle vás za 15 let, od doby, kdy vznikl Nanospider pro jejich průmyslovou výrobu, ovlivnila nanovlákna a nanotechnologie nejvíc?

Jde jednoznačně o výzkum. Najednou máme materiál, který do té doby nebyl k dispozici. Ne že by neexistoval, ale nebyl k mání v množství, s nímž by se dalo pracovat. Dnes už se ve světě nanovlákenný materiál vyrábí v obrovských plošných útvarech. Což je dobrá základna k dalšímu vývoji. Je ovšem třeba říci, že vývoj trvá dlouho. Má-li někdo velké štěstí, podaří se mu dosáhnout výsledku, který může jít do praxe, za dva roky. Spíše ale za pět. V oblasti medicíny za dvacet nebo třicet let.

Zmínil jste, že se nanovlákna uplatňují v medicíně. Váš kolega, Miroslav Černík z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace, mi před časem v rozhovoru řekl, že už dnes se nanovlákna využívají pro lepší hojení ran. Vyrábí se z nich obvazový materiál. Časem podle něj může dojít k produkci nových tkání, nových orgánů. „Koneckonců, naprostá většina lidského těla je tvořena vlákny, vláknitými strukturami. Za pomoci nanovláken budeme schopní vytvořit strukturu, na kterou se živé buňky chytají a rostou na ní. Což je cesta, jak do budoucna transplantovat orgány tím, že se tyto orgány budou nejprve mimo lidské tělo pěstovat,“ uvedl. Mně to zní jako úplné sci-fi. Vám předpokládám nikoliv.

Je to naprosto reálná věc. Samozřejmě to potrvá. A nepůjde asi o výměnu srdce nebo mozku. Ale například o náhradu kůže, která je již dnes možná. Půjde o orgány nebo jejich části, jež se dají při operaci aplikovat dovnitř organismu, například do střev. Funguje to tak, že se vytvoří plošné nanovlákenné struktury, jež lze upravit, aby se na nich dokázaly uchytit a růst buňky. Což je základ takzvaného tkáňového inženýrství. Buňky se uchytí, rostou a namnoží se. Výhodou je, že se použijí buňky konkrétního pacienta. Když se poté orgán aplikuje zpět do jeho těla, nenastane jinak běžná odmítává reakce, nedojde k odpuzování cizích buněk. Jak složité útvary, orgány, se dají takto vyrobit, to už je technická záležitost. Provádějí se chemické úpravy povrchu nanovláken, aby byly pro buňky přátelštějším prostředím. Aby se buňky lépe množily. Není to jednoduchá záležitost, ale na liberecké univerzitě na tom pracuje celá řada lidí, kteří jsou pro věc velmi zapálení a mají pozoruhodné výsledky.

Foto: Technická univerzita v Liberci

Když vás poslouchám, vychází mi z vašich slov, že nanovlákna v budoucnu úplně změní svět medicíny.

Podíváte-li se na možnosti medicíny z hlediska přístrojového vybavení před třiceti roky a srovnáte to s dneškem, zjistíte, že jste navštívil dvě úplně rozdílné nemocnice. Je možné očekávat, že za dalších třicet let bude medicína vypadat zcela jinak. Řekl bych, že je skoro jisté, že v jejím vývoji budou hrát nanovlákna podstatnou roli

Dá se tedy říci, že je výzkum nanotechnologií tak široce rozkročený, že nakonec jeho praktické výsledky budeme potkávat prakticky kdekoliv?

Je to tak. Některé věci už se podařilo realizovat a existují v našem běžném životě. Zatím jich není mnoho, ale lze očekávat, že jich bude rychle přibývat.

Liberecký vynález lepší než Gore-Tex

Můžete uvést konkrétní příklad?

Ve velkém se vyrábějí polopropustné membrány pro outdoorové nebo sportovní oblečení. Mají velice dobré výsledky. Člověk se nezapotí. A opačně: materiál nepropustí vodu dovnitř. Přišel s nimi kolega, který u nás v Liberci studoval. Membrány vyvinul v rámci diplomové práce, následně je vyladil při dizertační práci. Dnes je spolumajitelem podniku, jenž je vyrábí ve velkém množství. Pro sportovní outdoorové oblečení, pro speciální obleky pro hasiče, armádu a podobně. A materiál se dokonce používá i pro výrobu obuvi. Jde o oblasti, kde se dříve používal poměrně dobrý, ale hodně drahý materiál Gore-Tex. Liberecký vynález dokáže Gore-Texu nejen konkurovat, ale je i lepší.

Něco podobně úspěšného?

Praxi se už velmi blíží různé typy filtrů. Pro kapaliny, pro plyny. Pracují na nich lidé rovněž tady v Liberci v ústavu pro nanomateriály. Máme také absorbéry zvuků, protihlukové materiály. Úžasně se osvědčují, mají výborné vlastnosti. Zatím narážejí – a není to pouze jejich problém – na poměrně vysokou cenu vláken. Cena ovšem není pro rozvoj nanotechnologií a uplatnění nanovláken limitující jednou provždy. Omezuje nás v tuto chvíli, pro dnešní den. V okamžiku, kdy vzniknou velké výrobny, vše se zlevní. Je velký rozdíl, jestli vyrábíte tisíc metrů materiálu ročně nebo sto milionů metrů ročně. Časem dojde k řádovým rozdílům v ceně.

Foto: Technická univerzita v Liberci

Jsou nanovlákna velký byznys?

Určitě. Pokud se produkt uplatní na trhu, je to skutečně dobrý byznys. Otázka je pro koho. Prakticky nikdy ne pro člověka, který věc vyvinul. Vydělává ten, kdo se myšlenky ujme a úspěšně ji realizuje. Nanovlákna dosud narážejí na poměr užitné hodnoty výrobku vůči ceně. Ale to je problém všech materiálů, u nichž se snažíte zjemnit jejich strukturu. I v oblasti textilních vláken je trendem zjemňování. Cena vláken je vždy vyšší, když je uděláte jemnější. U nanovláken jdeme do jemností, které mají stokrát menší průměry než textilní vlákna. Zákonitě pak nanovlákna musí být dražší.

Rozhovor s Miroslavem Černíkem z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace čtěte zde
Článek o libereckých nanonáplastech, které zlepšují hojení, najdete tady
Text o umělém brzlíku z Liberce čtěte zde

Cítím z vašich slov optimismus, že se budou nanovlákna čím dál víc zlevňovat, a tím pádem dojde k jejich většímu rozšíření do běžného života. Jsou podle vás nanovlákna klíčovou věcí pro budoucnost lidstva?

Je to rozhodně tak. Cena souvisí s mohutností a s rozměrem poptávky. Následně pak výroby. Jak se budou vyvíjet další a další aplikace, poptávka poroste. Nelze jít opačně. Nemůžete postavit velký výrobní závod, dnes byste ho neuživil. Za čas už ano. Tak to bylo se vším. Když se začala dělat syntetická vlákna, naráželo se na stejné problémy.

Zajímavá práce = zajímavý život

Předpokládám, že Nanospider zásadně změnil i váš život. Stal jste se vědeckou hvězdou, uznávaným top expertem, obdržel jste různá vyznamenání, třeba Medaili za zásluhy od někdejšího prezidenta Václava Klause. Co z toho je pro vás nejpříjemnější?

Odpověď je prostá. Jsem velmi rád, že se dnes u nás na univerzitě, ačkoliv mně je už dvaasedmdesát let a pracuji mnohem méně než dříve, intenzivně věnuje našemu oboru nejméně stovka skvělých lidí. Mají velmi zajímavou práci. Tím pádem velmi zajímavý život. A navíc v tom, co dělají, velkou perspektivu. Existuje značná naděje, že z jejich úsilí nakonec vždy vyjde něco prospěšného. Což mě těší asi ze všeho nejvíc. Hovořil jste o jisté popularitě. Vždy má dvě stránky. Kladné pro mě bylo, že práce našeho týmu vzbudila určitý ohlas, oslovila nás spousta institucí z celého světa, řada lidí nás podporovala.Vyskytly se pochopitelně i reakce nepříliš příznivé, snad proto, že v nich byla jistá závist. Na druhou stranu mě práce našeho týmu, byť už na starší kolena, přivedla do řady zajímavých zemí. Například v Japonsku nám dal velvyslanec k dispozici celou ambasádu, dvě velké budovy. Na naši prezentaci přišlo sto třicet japonských novinářů.

A co ta medaile od Václava Klause?

Je to lepší, než kdyby vás někdo nakopnul. Jde o určité ocenění vaší práce, což je bezesporu pozitivní. Mě osobně ale tyto věci moc neberou. Říci k tomu mohu především tolik, že bylo příjemné podívat se zevnitř na Hrad. Zjistil jsem, jak vynikající víno a pokrmy se při podobných příležitostech podávají. Musejí mít opravdu prvotřídního kuchaře.

Z Liberce se neodchází, ani do USA

Souzníte s mým dojmem, že Nanospider a nanovlákna obecně dělají Liberci ve světě ohromnou reklamu?

Jestliže je možné v Liberci zakoupit tak kvalitní stroje, které vyrábí Elmarco (firma, u jejíhož zrodu profesor Jirsák stál – pozn. red.), je to pro Liberec určitě dobře. Mimochodem, stroje, jež dnes Elmarco dělá, se již zásadně liší od původního Nanospideru. O Česku se díky tomu ve světě ví. Osobně si však spíše cením dopadu na naši univerzitu. Mohli jsme postavit Ústav pro nanomateriály, na který se z Evropské unie podařilo získat skoro miliardu. Publicita provázející Nanospider k tomu snad dopomohla.

Říkal jste, že vás asi nejvíc těší, že se nanovláknům a nanotechnologiím v Liberci věnuje zhruba stovka nadšených odborníků. Předpokládám, že je o tyto chytré lidi značný zájem v byznysové sféře i na zahraničních vysokých školách. Daří se je v Liberci udržet?

Dnes je jiná situace než v devadesátých letech. Lidé mají relativně dobrou životní úroveň a svobodu. Pokud chtějí, po světě se mohou podívat. Myslím, že dnešní mladí výzkumníci už necítí potřebu hledat lepší životní podmínky. Naši lidé cestují na stáže do zahraničí, které zpravidla trvají od jednoho měsíce do jednoho roku. Skoro ve sto procentech se vracejí. Ačkoliv by o ně v cizině byl velký zájem.

Co je u nás drží?

Mají v práci svobodu. A co je důležité: vracejí se kvůli stylu života. I můj syn byl šťastný v Americe. Vrátil se ale s tím, že žít by tam nechtěl. Podobných příběhů jsem slyšel mnoho.

V čem je Liberec lepší než USA?

Opět, máme jiný styl života. Přidržím-li se ještě příkladu mého syna, oceňuje, že může skoro každý víkend vyrazit do hor, kde bivakuje, přespává a nachodí po horách padesát kilometrů. To v Americe není možné. Pokud chcete do přírody, musíte urazit sto mil, abyste doputovali k nejbližšímu národnímu parku. Tam se trošku projdete a jedete sto mil zpět. V Liberci vyjdete z baráku a za půl hodiny jste v horách. Navíc tady máme turistické stezky. V Americe neexistuje turistické značení. Hodně jsem ve Spojených státech pobýval. Strávil jsem tam jistě víc než rok. Tohle mi strašně chybělo. Nebo další rozdíl. U nás jdou mladí lidé v osmnácti do hospody a pobaví se. Ve Státech to neznají. Jednak je tam pití alkoholu povoleno od jednadvaceti let, ale hlavně se to tam nenosí, nevypadá to dobře. Nedávno mi někdo říkal, že jsme u nás daleko svobodnější než lidé v Americe. To už je co říci.

Prof. RNDr. Oldřich Jirsák, CSc., (*1947)

V roce 1979 nastoupil jako vědecký pracovník na Vysokou školu strojní a textilní v Liberci a později – již na Technické univerzitě v Liberci – se stal vedoucím katedry netkaných textilií. V letech 2003–2008 působil jako prorektor TUL pro zahraniční styky, vědu a výzkum. Je autorem více než padesáti patentů v oborech vlákna a netkané textilie. K jeho vynálezům patří také technologie objemových textilií „Struto“. Podle těchto patentů byly instalovány výrobní linky v USA, Velké Británii, Austrálii, Malajsii, Venezuele a Číně. V letech 2002–2004 pracovní tým katedry netkaných textilií pod jeho vedením vyvinul jako první na světě technologii umožňující průmyslovou výrobu nanovlákenné textilie. Název Nanospider obletěl svět. Dostal se i mezi sto národních unikátů, které reprezentovaly Česko v zahraničí u příležitosti stého výročí vzniku Československa. Profesor Jirsák obdržel za svou práci Cenu Invence projektu Česká hlava, státní vyznamenání Medaile Za zásluhy, Zlatou medaili TUL a celou řadu dalších ocenění.           Zdroj: Technický týdeník

Co jsou nanotechnologie

„Historie nanotechnologií se váže k roku 1959 a k přednášce fyzika a nositele Nobelovy ceny Richarda Feynmanna. Jmenovala se Tam dole je spousta místa. Naznačil tím, že lidé budou v blízké budoucnosti schopní manipulovat na úrovni atomů a vytvářet struktury, které jsou větší než atomy, ale menší než v té době známé jiné struktury. Naznačil, že lidé budou schopní ovlivňovat svět, chemické procesy a fyzikální procesy za pomoci těchto struktur,“ řekl nedávno Libereckým Zprávám profesor Miroslav Černík z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace. Pokračoval: „Ale, podíváme-li se, co vlastně nanotechnologie jsou, dojdeme k závěru, že jde o aplikaci známých fyzikálních zákonů. Díky dnešní technice, jako je například elektronová mikroskopie, jsme schopní sledovat tyto malé objekty. Jsem schopní je nejen pozorovat, ale také s nimi manipulovat a nově je pojmenovat. Dávám příklad požáru katedrály Notre-Dame v Paříži. Tam jsou všude vitráže. Barevná skla obsahují nanočástičky zlata a stříbra. Mají různou velikost a různou strukturu. Na základě jejich nanostruktury mají svou barvu a jsou schopné nechat procházet světlo v různých barevných odstínech. Už stavitelé Notre-Dame byli schopní vytvářet nanostruktury, aniž by o tom věděli. Obecně jde o objekty, které jsou větší než i složitější molekuly. Například DNA je typickým příkladem nanostruktury, její šroubovice má průměr jeden nebo dva nanometry. Druhý velikostní limit pro definici nanomateriálu je na úrovni prvních živých organismů, což jsou viry, které jsou řádově veliké osmdesát nanometrů.“

♥ Chci podpořit Liberecké Zprávy!
Bezpečné platby pro nás zajišťuje Gopay.cz

Celkem
Sdílení