Vytvářet nové biomateriály je jako skládat puzzle, říká Lucy Vojtová

Před dvaceti lety se Lucy Vojtová jako postdok dostala na Kolumbijskou univerzitu ve Spojených státech. Tři roky v USA zcela změnily její život, neboť ji dovedly ke tkáňovému inženýrství a designu biomateriálů pro medicínu. Dnes se svým týmem pracuje na takových projektech, jako je regenerace celé tloušťky kůže či tvorba materiálu nahrazujícího meziobratlové ploténky. Od letošního roku vede na CEITEC VUT vlastní výzkumnou skupinu Pokročilé biomateriály.

Po střední škole byla Lucy Vojtová přesvědčená, že se bude věnovat genovému inženýrství. Na vysněný obor se nedostala a vymyslela, že půjde na rok studovat chemii na univerzitu do Pardubic. Nakonec se z jednoho roku stalo celých pět let a Lucy Vojtová objevila kouzlo organické chemie a biochemie. Na magisterské studium navázala na VUT doktorátem v oboru makromolekulární chemie a po jeho dokončení odjela na prestižní Kolumbijskou univerzitu v New Yorku. V multidisciplinárním týmu se věnovala projektům z oblasti biomedicíny. Řešila například biosenzory pro diabetiky. Po návratu do Česka věděla, že oblast biomedicíny, především tkáňového inženýrství a designu vhodných materiálů pro zdravotnictví, je cesta, kterou chce jít. „Poznatky z Ameriky jsem přivezla zpět do Česka a začala se tímto tématem zabývat na Fakultě chemické VUT ve skupině profesora Jančáře,“ potvrdila Lucy Vojtová.

V roce 2011 byla mezi prvními vědci, kteří nastoupili na plný úvazek na CEITEC VUT. „Tehdy jsme měli příležitost, která se vědci jen tak nepoštěstí. Mohli jsme si navrhnout budoucí laboratoře přesně tak, jak jsme je potřebovali. Zároveň jsme se ale museli zaručit, že je uživíme. Bylo to náročné, protože plánování stavby trvalo asi tři roky a já musela vědět jaké potřebuji stoly, digestoře, zásuvky a jaké si pořídíme přístroje. A především jsem musela navrhnout prostor uvnitř laboratoří tak, aby vyhovoval v budoucnosti projektům, které jsem tehdy ještě neměla,“ zavzpomínala Lucy Vojtová.

Laboratoře jsou mé dítě, říká Vojtová

Laboratoře si ponechala i teď, kdy se po sedmnácti letech osamostatnila a vytvořila vlastní výzkumnou skupinu. „Chtěla jsem si je udržet, protože jsou jako mé dítě. Investovala jsem do nich spoustu svého času a úsilí. Zároveň jsem chtěla mít dohled nad jejich financováním. Věděla jsem, že dnes už mám dost projektů a své lidi uživím,“ vysvětlila Lucy Vojtová, proč se rozhodla vytvořit skupinu Pokročilé biomateriály. Dalším z důvodů bylo, že se na rozdíl od průmyslových témat původní skupiny věnuje materiálům čistě pro medicínské aplikace.

Mezi některé z projektů, které její skupina řeší, patří například práce na náhradě kůže. Ve spolupráci s Klinikou popálenin a rekonstrukční chirurgie Fakultní nemocnice v Brně vyvíjí materiál, který by mohl sloužit při regeneraci pokožky. Moderní způsob krytí ran a kožních zánětů řeší projekt inovativního hydrogelu. Je lehký, umí nasát veškerou vlhkost, takže rány nemokvají. Navíc je průhledný, takže lékaři nemusí neustále ránu převazovat, aby viděli, co se na kůži děje. Další projekty jsou zaměřené na pokročilá hemostatika, regeneraci páteře a náhrady meziobratlových plotének či takzvaný kostní cement. „S takovým multidisciplinárním výzkumem se nemůžete zavřít do klidu vlastní laboratoře. Využíváme silné vědecké základny CEITECu a Brna, ale neobejdeme se bez kolegů v Praze, Vídni, Sheffieldu či Barceloně. V dnešní době to prostě jinak nejde,“ dodala Vojtová.

Za atraktivními aplikacemi stojí léta základního výzkumu

Skupina Lucy Vojtové na CEITEC VUT musí umět biomateriály vymyslet, navrhnout a vyrobit. „Zároveň bereme v potaz takové věci, jako je životnost. Pokud se má materiál v těle časem rozložit, musí to být ve správnou dobu. Kdyby například náhrada kosti degradovala rychleji, samotná kost se nestihne obnovit. Pokud by tam byla déle, bude překážet přirozeným procesům těla,“ upozornila Vojtová. Zároveň podotýká, že ačkoliv se zdá, že řeší pouze zajímavé aplikované projekty s konkrétním uplatněním, jsou založeny na dvacetiletém základním výzkumu. „V podstatě až v poslední době děláme i aplikovaný výzkum. Do té doby jsme zkoumali speciální syntézy polymerů, vlastnosti jednotlivých materiálů, interakce mezi nimi a vše, z čeho teď můžeme vycházet,“ dodala Lucy Vojtová.

Zlepšovat zdraví lidí je hnací motor

Při vymýšlení nových materiálů i postupů vychází především z pozorování a napodobování přírody. „Imitujeme biologické procesy. I příroda staví takzvaně „bottom-up“, tedy skládá jednotlivé molekuly a postupně buduje celý materiál. Díváme se, co se v těle nachází přirozeně, z čeho je to složené, a jestli to můžeme chemicky, strukturně i funkčně napodobit. Při vymýšlení nových materiálů a postupů se můžu opřít o roky praxe a výzkumů, takže mi řešení připadá jako skládání puzzle. Je to podobné, jako když hudební skladatel komponuje. Mě ale nesmírně baví vymýšlet nové materiály, které se mohou podílet na vylepšení zdraví lidí, to je můj motor,“ dodala Lucy Vojtová, která při veškeré projektové, manažerské a vědecké práci zvládá ještě vychovávat své budoucí kolegy a nástupce. O tom, že se jí to daří, svědčí například nedávná Cena Wernera von Siemense, kterou získala Veronika Grézlová za diplomovou práci. Ta nyní působí jako doktorandka pod vedením Lucy Vojtové. V oceněné práci se věnovala využití selenových nanočástic a jejich antibakteriálnímu účinku ve zmíněném kostním cementu, na kterém skupina Pokročilých biomateriálů pracuje ve spolupráci s FN Motol.

První úspěchy nové skupiny

Na cenu Josefa Hlávky je navržena i nedávno obhájená diplomová práce Veroniky Štrublové zabývající se hydrogely pro hojení ran. Stejnou cenu již v roce 2009 získala i Lenka Michlovská, která se stala jednou z šesti absolventů s úspěšně obhájenou disertační prací pod vedením Lucy Vojtové. „Převážnou část mé skupiny tvoří a vždy tvořili studenti. Bez nich a jejich nadšení by to nešlo. Jejich práce jsou však vždy na určitou dobu utajené kvůli ochraně duševního vlastnictví. Většina našich biomateriálů získala užitný vzor, český, případně evropský patent,“ podotkla Vojtová. Kromě výuky na Fakultě chemické VUT přednáší Lucy Vojtová i pro Univerzitu třetího věku nebo střední školy. Tvrdí, že biomateriály 21. století mohou zaujmout kohokoliv. Důkazem je například přihláška doc. MUDr. Lipového, Ph.D. z FN Brno k distančnímu doktorskému studiu k ní do skupiny. „Máme společné projekty a jeho už dříve biomateriály zajímaly, jen jsem si myslela, že jako klinický doktor by na studium neměl čas. Nyní věřím, že jeho klinický pohled a můj vědecký společně vytvoří zajímavý biomateriál na hojení popálenin. Je to pro mě nová výzva, která mi umožní vidět více do stran a ne jenom jednosměrně před sebe,“ uzavřela Lucy Vojtová.