Sklo sa dá využiť ako biomateriál a dá sa vložiť do ľudského tela

Ako ste sa dostali k práci so sklom? Kedy ste si uvedomili, že toto je oblasť, ktorej sa chcete venovať?

Nebolo to nejaké náhle uvedomenie. Vyštudoval som na fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave so zameraním na keramiku a pôvodne som s keramikou aj začal pracovať. Neskôr však nastalo rozhodovanie, kde sa usadím so svojou manželkou a rodinou. Po dlhých diskusiách sme si povedali, že nechceme zostať v Bratislave a v Trenčíne, čo je mimochodom moje rodné mesto, bolo vtedy detašované pracovisko Ústavu anorganickej chémie Slovenskej akadémie vied. Išlo o laboratórium pre výskum skla a vtedajší riaditeľ ústavu pán profesor Šajgalík mi ponúkol, že môžem odísť tam. A tak začala moja cesta za sklom.

V roku 2017 ste založili FunGLASS. Ako ste sa dostali k tomuto názvu? Naozaj je práca so sklom taká zábavná?

Áno, je. Vo všeobecnosti výskum musí byť zábava, pretože keby nás to nebavilo, tak pri tom nikto nevydržíme. Názov vyplynul z názvu projektu aj strediska - Centrum pre funkčné a povrchovo funkcionalizované sklá. Zložka „fun“ tam má skôr zmysel funkcie či funkcionality. Ale, samozrejme, má to aj druhý význam. Našou úlohou, ktorú v podstate máme aj my vo FunGLASS, a ktorú od nás chcela Európska komisia, je, že by sme sa mali stať ostrovom pozitívnej deviácie, ktorá má istým spôsobom rozprestrieť svoje chápadlá do okolia a naučiť tak aj ostatných, že sa to dá robiť inak.

V rámci svojej práce vyvíjate rôzne špeciálne typy materiálov. Môžete nejako jednoducho vysvetliť, čomu sa vo FunGLASS venujete?

My máme tých tém celý rad. Najzaujímavejšou témou sú možno takzvané biomateriály alebo biosklá. Ľudia si málokedy spájajú to, že sklo sa dá použiť ako biomateriál. Dá sa napríklad dať do ľudského tela, ale to je pomerne stará záležitosť. Už niekedy v 70-tych rokoch minulého storočia profesor Larry Hench v Británii vymyslel sklo, pri ktorom zistil, že keď ho vložíme do ľudského tela, tak zrastie s kosťou, tak, že sa od nej nedá odtrhnúť. To bol začiatok veľkého nového výskumného smeru po celom svete. Dôvodom je to, že veľmi často sa nám stáva, že máme nejaký kostný defekt, či už je to po úraze, alebo po odstránení kostného nádoru, a kosť má samozrejme nejaké samo opravné mechanizmy, avšak iba do určitej veľkosti toho defektu. Akonáhle je defekt veľmi veľký, tak sa spontánne zahojiť nedokáže a vtedy pomôže, že tam vložíme nejakú štruktúru. Po anglicky sa to nazýva scaffold, je to pórovitá štruktúra, ktorú do kosti vložíme a ona tam ako keby prirastie a vyplní ten defekt. Tie najmodernejšie materiály už fungujú tak, že sklo, ktoré do toho defektu vložíme, sa pomaly rozpúšťa a zároveň pri tom uvoľňuje do ľudského tela zložky, ktoré naštartujú samo opravné mechanizmy, napríklad podporujú rast ciev, podporujú rast vlastného kostného tkaniva. Výsledkom je, že vložené sklo sa nám rozpustí práve vtedy, keď ho nahradí vlastná kosť.

To znamená, že po čase, keď sa sklo obnoví, tak sklo sa absolútne v tele nenachádza?

Áno, to sklo už tam nie je. Ďalšie výskumy smerovali ku sklu pripravovanému vo forme nano-častíc, ktoré vieme pridávať napríklad do biopolymérov a vďaka tomu to nefunguje len pre kosti, ale môžeme to používať aj pri chrupavkách, obväzových materiáloch alebo pri náhradách mäkkých tkanív ako koža a podobne. Stále viac a viac sa sleduje to, ktoré ióny vieme do skla pridávať, aby neboli pre človeka toxické, ale aby mali niektoré zaujímavé vlastnosti. Vieme, že niektoré kovy, napríklad striebro, sú antibakteriálne. Takže do toho skla vieme pridať strieborné ióny, ktoré potom zabijú baktérie, ktoré by chceli ranu infikovať.

Toto pomaly znie ako zázrak. My v OZV ENVI - PAK pracujeme s odpadmi a sklo je jeden z materiálov, o ktorom sa veľmi často hovorí, že sa v prírode možno nikdy nerozloží, alebo to trvá tisíce rokov. Keď to porovnám s tým, čo teraz hovoríte, že v tele sa dokáže bio-sklo vstrebať a úplne zmizne, tak mi to pripadá, ako keby to bol úplne iný materiál a so sklom nemal nič spoločné...

Ide o sklo. Existuje veľmi veľký rad zložení skiel. My starší si napríklad pamätáme vodné sklo. Je to v podstate kremičitan sodný a ide o sklo, ktoré sa vo vode veľmi rýchlo rozpustí. Naše babičky ho používali napríklad na skladovanie vajíčok. Vznikol tam taký gél, do toho sa tie vajíčka položili a oni tam potom dlho vydržali v dobe, keď ešte neboli chladničky. Takže my zložením toho skla dokážeme vlastnosti nastaviť tak, aby to sklo bolo veľmi odolné, aby sa z neho nič nevylučovalo a nerozpúšťalo sa, klasickým príkladom sú napríklad medicínske sklá na uskladnenie liekov, alebo také, aby sa rozpustili rýchlo. Ak by sme trochu odbočili iným smerom, pred časom boli veľké problémy so sklenými vláknami, ktoré sa používajú v stavebníctve ako izolácie. Ide o sklenú vatu, čo je odporný materiál. Veľmi pichľavý, zapichávajúci sa do kože. To však nebola tá zlá vec. Najhoršie bolo, keď sa jej človek nadýchal, zapichla sa mu do pľúc a mohlo to podobne ako azbest pôsobiť karcinogénne. Mnohé sklené vlákna teraz musia mať certifikát, že v prípade, že ich vdýchnite, tak sa do troch týždňov rozpustia.

Celé znenie podcastu ENVI-cast spoločnosti ENVI - PAK s Katarínou Kretter a Dušanom Galusekom nájdete na rôznych podcastových platformách a napr. aj

Čo viac sa z tejto epizódy dozviete?

• Či sa dá sklo recyklovať donekonečna.
• Či existuje možnosť, že sklo úplne nahradí iný, modernejší materiál.
• Čo je a na čo sa využíva inžinierska keramika.
• Aké nové vlastnnosti skla nás možno čakajú v budúcnosti.