Wyobraź sobie, że materiał, z którego robi się żelki i galaretki, staje się podstawą medycznego opatrunku. Opatrunku, który sam dozuje antybiotyk, hamuje namnażanie się bakterii, a jednocześnie nie uszkadza żywych komórek skóry. Brzmi to fantastycznie, ale właśnie nad takim rozwiązaniem pracuje dr Tomasz Świebocki z Politechniki Gdańskiej. Naukowiec zaprezentował pierwsze wyniki swoich szeroko zakrojonych badań w kwietniu 2026 roku. W tym artykule na portalu igdansk.com wyjaśniamy, jak działa ta innowacyjna technologia i jakie perspektywy otwiera przed współczesną medycyną.
Jak zrodził się pomysł na nowy materiał?
Tomasz Świebocki uważa, że wielkie odkrycia często zaczynają się od banalnego pytania: „A co by było, gdyby…?”. Pewnego dnia zaczął się zastanawiać, co się stanie, jeśli w żelu żelatynowym stosowanym do opatrunków zastąpi się zwykły rozpuszczalnik czymś zupełnie innym. Odpowiedź okazała się na tyle intrygująca, że dała początek zakrojonym na szeroką skalę badaniom.
Prace nad wynalazkiem toczą się w Instytucie Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Gdańskiej. We współpracy z badaczami z Uniwersytetu Łódzkiego oraz francuskiego ośrodka badawczego CEA Saclay, dr Świebocki opracował nową grupę biomateriałów. Mowa o eutektogelach na bazie żelatyny – materiałach, które łączą zalety naturalnego polimeru i specyficznych związków chemicznych, mając szansę całkowicie zmienić podejście do leczenia trudno gojących się ran.
Dwa główne źródła finansowania tych badań to:
- program NOBELIUM Politechniki Gdańskiej, wspierający młodych naukowców;
- grant MINIATURA 9 Narodowego Centrum Nauki, przyznany w 2025 roku.
Jak wykorzystuje się żelatynę w medycynie?
Żelatynę pozyskuje się z kolagenu, czyli białka stanowiącego główny budulec tkanki łącznej w ludzkim organizmie. Dzięki temu chemicznemu podobieństwu, komórki naszego ciała doskonale z nią współpracują. Żelatyna nie jest traktowana przez organizm jako ciało obce. Nie wywołuje reakcji alergicznych, z czasem ulega bezpiecznemu rozkładowi, a do tego jest stosunkowo tania. To wszystko sprawia, że stanowi atrakcyjną bazę dla materiałów medycznych, takich jak opatrunki czy rusztowania do hodowli tkanek.
W czystej postaci żelatyna ma jednak swoje słabe strony:
- jest zbyt miękka;
- pod wpływem ciepła traci swój kształt;
- nie stanowi żadnej bariery dla bakterii.
Co więcej, klasyczna metoda jej przygotowania polega na rozpuszczeniu żelatyny w wodzie, która bardzo szybko paruje. W efekcie taki opatrunek błyskawicznie wysycha i staje się bezużyteczny. Niestabilność mechaniczna sprawia, że żelatyna połączona z wodą nie nadaje się do dłuższego stosowania. Aby stworzyć z niej naprawdę skuteczny i trwały środek medyczny, konieczne było udoskonalenie jej struktury. Dla naukowców największą zagadką pozostawało to, jak dokładnie tego dokonać.
Jak udało się stworzyć nowy biomateriał?
Aby rozwiązać ten problem, Tomasz Świebocki i jego zespół postanowili poeksperymentować ze specyficzną grupą związków chemicznych – głębokimi rozpuszczalnikami eutektycznymi (w skrócie DES, od ang. Deep Eutectic Solvents).
Zasada ich działania jest stosunkowo prosta. Kiedy badacze łączą ze sobą określone substancje, zachodzi ciekawy efekt fizykochemiczny: mieszanina topi się i przechodzi w stan ciekły w temperaturach znacznie niższych niż temperatura topnienia poszczególnych jej składników. Tak powstały rozpuszczalnik ma ogromną przewagę nad wodą czy etanolem. Jego głównym atutem jest bardzo niska szybkość parowania, co skutecznie chroni żel przed wysychaniem.
Warto zaznaczyć, że DES to nie jeden uniwersalny odczynnik, lecz potężna grupa różnorodnych roztworów. Manipulując składem i proporcjami komponentów, naukowcy potrafią tworzyć mieszaniny o ściśle zaplanowanych właściwościach. Właśnie ta elastyczność okazała się punktem zwrotnym w badaniach zespołu z Gdańska.
Gdy badacze zaczęli łączyć żelatynę z różnymi rodzajami DES, zauważyli, że materiał za każdym razem nabierał innych cech. Zmianom ulegało niemal wszystko: od wewnętrznej struktury i gęstości, po zdolność przepuszczania cząsteczek leków. Wizualnie i w dotyku te innowacyjne materiały przypominają przezroczyste, niezwykle sprężyste płytki. Kojarzą się z gęstym silikonem, który nie rozpływa się pod wpływem ciepła ludzkiego ciała, ale jednocześnie idealnie dopasowuje się do kształtu skóry.
Wynikiem tych eksperymentów są eutektogele – zupełnie nowa klasa biomateriałów, powstała dzięki synergii żelatyny i rozpuszczalników eutektycznych.
Dlaczego eutektogele są lepsze od tradycyjnych materiałów?
Najbardziej fascynującym aspektem tego odkrycia jest sposób, w jaki eutektogele współpracują z antybiotykami. W jednym z wariantów działają jak molekularna gąbka, pewnie zatrzymując lek wewnątrz swojej struktury. W innym – tworzą rozbudowaną, mikroskopijną sieć, która pozwala substancji leczniczej uwalniać się na zewnątrz powoli, ale w równomiernych dawkach. Najważniejsze jest to, że w żadnym z tych scenariuszy antybiotyk nie jest wypłukiwany w sposób niekontrolowany, ani też nie zostaje na stałe uwięziony w żelu.
Nowy materiał wyraźnie przyspiesza proces gojenia. Dzięki temu jest o wiele bardziej wartościowy niż tradycyjne opatrunki, których rola sprowadza się jedynie do utrzymywania wilgotnego środowiska rany. W zależności od użytego składu, eutektogele mogą przez długi czas stopniowo dostarczać antybiotyk lub skupić swoje działanie punktowo, w konkretnym miejscu. Możliwość ścisłego dopasowania materiału do potrzeb pacjenta sprawia, że na tle innych metod wynalazek gdańskich badaczy ma wręcz rewolucyjny charakter.
Kolejną kluczową zaletą eutektogeli jest ich potencjał w walce z gronkowcem złocistym opornym na metycylinę (MRSA). Stanowi to obecnie jedno z największych wyzwań dla naukowców na całym świecie. Bakteria ta nauczyła się ignorować powszechnie stosowane antybiotyki. Błyskawicznie rozprzestrzenia się w szpitalach, wywołuje niezwykle ciężkie infekcje i prawie w ogóle nie reaguje na standardowe terapie.
Materiał opracowany przez gdańskich badaczy wykazuje w walce z MRSA wręcz spektakularne rezultaty. Testy potwierdziły, że innowacyjne żele potrafią zniszczyć aż 99% bakterii gronkowca w zaledwie kilka godzin po kontakcie. Podobnie wysoką skuteczność odnotowano w przypadku pałeczki okrężnicy (Escherichia coli).
Co niezwykle istotne, materiał nie uszkadza komórek ludzkiego naskórka. To absolutnie kluczowe, ponieważ opatrunek, który zabija bakterie, ale jednocześnie niszczy skórę pacjenta, byłby z medycznego punktu widzenia całkowicie bezużyteczny.
| Cecha | Żelatyna + woda | Innowacyjny eutektogel (żelatyna + DES) |
|---|---|---|
| Stabilność kształtu | Niska (szybko wysycha i ulega deformacji) | Wysoka (zachowuje sprężystość i stabilność przez miesiące) |
| Wpływ na bakterie | Pasywny (nie wykazuje własnego działania antybakteryjnego) | Aktywny (niszczy do 99% bakterii gronkowca MRSA, zwalcza Escherichia coli) |
| Interakcja z lekami | Trudne do kontrolowania dawkowanie | Inteligentne uwalnianie (działa jak gąbka lub szczelna bariera) |
| Biokompatybilność | Wysoka (rzadko wywołuje alergie) | Wysoka (nie uszkadza żywych komórek naskórka) |
Stanem na wiosnę 2026 roku eutektogele wciąż znajdują się w fazie badań laboratoryjnych. Przed zespołem testy na bardziej zaawansowanych modelach, które lepiej odwzorowują realne warunki gojenia się ran, a w dalszej perspektywie – pełne badania kliniczne. Już teraz jednak widać, że nowe materiały sprawdzają się tam, gdzie tradycyjne środki zawodzą. Jeśli kolejne etapy przebiegną pomyślnie, eutektogele otworzą sobie drogę do powszechnego zastosowania w medycynie. Dla pacjentów z owrzodzeniami cukrzycowymi osób po przeszczepach czy chemioterapii oraz wszystkich zmagających się z przewlekłymi ranami wynalazek gdańskich naukowców to nadzieja na skuteczne rozwiązanie problemu, z którym współczesna medycyna walczy od lat.