Bezpośrednim efektem pracy dyplomowej, której promotorem był dr inż. Piotr Owczarz, było przygotowanie i złożenie w grudniu 2017 r. zastrzeżenia patentowego pt. „Sposób wytwarzania termowrażliwych żeli chitozanowych przeznaczonych na skafoldy iniekcyjne do hodowli osteoblastów”. O rozwiązaniu pisze jeden z jego autorów, dr inż. Piotr Owczarz.
Rozwój inżynierii tkankowej związany jest z poszukiwaniem nowych metod terapii wielu chorób. Wspomaganie leczenia farmakologicznego lub też odbudowę uszkodzonych tkanek ułatwić mają silnie porowate, trójwymiarowe struktury – zwane skaffoldami lub rusztowaniami. Przykładem rusztowań polimerowych są hydrożele chitozanowe, których formowanie wzbudzane jest wzrostem temperatury lub zmianą pH. Wykorzystanie termowrażliwych hydrożeli chitozanowych umożliwia zastosowanie mniej inwazyjnej metody aplikacji oraz lepsze dopasowanie wytworzonego in vivo rusztowania do istniejącego ubytku. W celu zapewnienia formowania silnie usieciowanych, porowatych struktur polimerowych powszechnie stosowany jest dodatek β-glicerofosforanu disodu i brak jest doniesień literaturowych dotyczących możliwości wyłącznego zastosowania innych niż sodowa soli glicerofosforanu, np. soli wapnia.
W ramach grantu NCN kierowanego przez dr hab. Zofię Modrzejewską prowadzona była praca dyplomowa, której celem było zaprojektowanie metody wytworzenia chitozanowych rusztowań do hodowli komórkowych z wykorzystaniem jedynie β-glicerofosforanu wapnia jako substancji neutralizującej pH oraz wspomagającej proces formowania żelu w temperaturze 37°C w warunkach fizjologicznego pH. Zastosowanie soli β-glicerofosforanu wapnia zapewnia uzyskanie w roztworze stosunku 1:1 jonów wapnia do fosforu wynoszącego. W przypadku rusztowań stosowanych w inżynierii tkanek kostnych, w celu poprawy osteokonduktywności, wskazane jest zapewnienie proporcji wynoszącej 1,6:1, dlatego badane hydrożele wzbogacono o dodatkowe źródło wapnia – CaCO3.
Analiza uzyskanych wyników badań pozwoliła na stwierdzenie, że możliwe jest wytworzenie skaffoldów zawierających wyłącznie β-glicerofosforan wapnia, a dodatkowe wzbogacenie hydrożeli pozwoliło uzyskać hydrożele o fizjologicznym stosunku wapnia do fosforu wynoszącym ok. (1.6-1.8):1. Jednoczesne wprowadzenie do matrycy polimerowej źródła jonów fosforu i wapnia jest szczególnie istotne w inżynierii tkanek kostnych. Wykazano także, że wprowadzenie węglanu wapnia wpływa znacząco na wzrost właściwości mechanicznych uzyskanych żeli.
