Dzięki pracy naukowców z Politechniki Łódzkiej oraz Instytutu Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu powstała odzież, która leczy dolegliwości dermatologiczne i ma właściwości pielęgnacyjne. Nosząc specjalne spodnie, bluzkę, czy bieliznę, przyspieszymy gojenie ran. O sukcesie projektu „Bioakod”, dotowanego przez NCBiR, opowiada prof. Izabella Krucińska, kierownik Katedry Materiałoznawstwa, Towaroznawstwa i Metrologii Włókienniczej.
„Bioakod” to interdyscyplinarny projekt realizowany przy współpracy kilku jednostek. Jaki jest w nim udział PŁ?
Ten projekt jest realizowany przy współpracy z Instytutem Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu. Naszym zadaniem było wzmocnienie działania składników naturalnych tkanin i dzianin przez prowadzenie obróbki powierzchniowej. Nanosiliśmy na nie mikrokapsuły zawierające wyciągi ziołowe o właściwościach leczniczych i pracowaliśmy nad tym, by pod wpływem tarcia uwalniały one tę wartość dodaną. Określaliśmy także czas ich efektywnego uwalniania. Wiadomo, że głównie w pierwszych dniach jego intensywność jest największa, dlatego trzeba było opracować odpowiednią strukturę tej kapsuły, tak, aby uwalnianie leczniczego ekstraktu było długotrwałe. Przygotowane w ten sposób ubrania dedykowane są osobom z problemami skórnymi, seniorom - łagodzą one dolegliwości dermatologiczne.
Ten projekt wpisuje się w ogólnoświatowy nurt wytwarzania tzw. cosmetotextiles, czyli tekstyliów kosmetycznych, przyjaznych dla człowieka. Mamy na wydziale Centrum Zaawansowanych Technologii – Pro Humano Tex, gdzie rozwijamy właśnie takie tekstylia. Stanowi to część humanoekologii obejmującej produkty ekologiczne, przyjazne dla człowieka, mające dodatkowe funkcje. Ideą humanoekologii jest wytworzenie wartości dodanej w tkaninach, aby nie były tylko obojętne dla użytkownika – i to nam się udało. Dziś już znamy np. wykorzystanie właściwości leczniczo-pielęgnacyjnych tkanin w postaci dostępnych na rynku skarpetek nasączonych preparatem nawilżającym naskórek stóp. Idea stworzenia odzieży leczniczej idzie o krok dalej.
W tej chwili używane są opatrunki lub opaski, które nie są wygodne, odklejają się i przesuwają, nie ochraniając właściwego miejsca, co powoduje obniżenie skuteczności leczniczej środków opatrunkowych. Stąd powstał pomysł na odzież dopasowaną do danej sylwetki, wykonaną z tkanin lub dzianin o właściwościach leczniczo-pielęgnacyjnych.
Jak wygląda ta mikrokapsuła?
To jest kulka wielkości 20-30 mikrometrów. Składa się z rdzenia zawierającego wyciągi z ziół i ze skórki, która ma strukturę porowatą. Te pory muszą mieć odpowiednią wielkość, aby zamknięte w jądrze/rdzeniu substancje lecznicze mogły się wydobywać. Wyciąg musi być stopniowo uwalniany przez tarcie i otwieranie kolejnych struktur mikrokapsuł. Tak przygotowany materiał może być wykorzystywany wielokrotnie. Mikrokapsuły nie uwalniają niepotrzebnie substancji z jądra podczas prania, a jest to możliwe dzięki odpowiednio zaprojektowanej obróbce wykańczalniczej. Kapsuła o właściwościach antyoksydacyjnych nie niszczy się, a przy tym jest biodegradowalna.
Czy lecznicza odzież może być wykonana z każdej tkaniny lub dzianiny?
Dowolna część garderoby o właściwościach leczniczo-pielęgnacyjnych może być uszyta z każdej tkaniny lub dzianiny, ponieważ mikrokapsułki możemy umieścić na różnych materiałach. Trzeba tylko dobrać odpowiedni proces wykańczalniczy. Co więcej, tworzone przez nas ubrania nie muszą być szare. Używaliśmy barwników naturalnych: orcha, czerwień, błękit, zieleń – w odcieniach pastelowych, ale na etapie produkcji może to być odzież w każdym kolorze.
Jaka będzie cena takiej odzieży?
Dziś, przed komercjalizacją, tego jeszcze dokładnie nie wiadomo. Szacujemy, że cena odzieży może być podobna do wyrobów z naturalnych materiałów - z lnu, czy bawełny. Wiemy, że zalety odzieży, np. zdolności antyoksydacyjne, powodują, że jesteśmy bardziej skłonni zapłacić więcej za ubranie, które leczy.
Kiedy będzie można kupić takie ubrania?
Komercjalizacja osiągnięć naukowych to bardzo trudny obszar w Polsce. Nowy program operacyjny „Inteligentny rozwój” pozwala patrzeć z optymizmem, bo zmusza przedsiębiorców do kontaktu z uczelniami, do poszukiwania innowacyjnych rozwiązań. W przemyśle włókienniczym jest silna konkurencja i tylko niszowe zastosowania, gdzie zwiększa się wartość dodana produktu, dają szanse na wdrożenie innowacyjnych rozwiązań. Obserwuję wzrost zainteresowania cosmetotextiles, jednak wciąż podejmujemy starania, by znaleźć partnera, który rozpocznie produkcję mikrokapsułek.
Opracowywane przez Państwa technologie czynią tkaniny „inteligentnymi”. Co to oznacza?
Właściwości „inteligentnych” tkanin i dzianin zmieniają się pod wpływem otaczającego je środowiska. Łatwo to zaobserwować w pomieszczeniu, w którym znajdują się opary substancji toksycznych. „Inteligentna” tkanina, pod ich wpływem, może zmienić swoje właściwości fizyczne, np. swą oporność elektryczną. To wywołuje zmiany sygnału, które monitorujemy. Pracujemy głównie na grafenie i nanorurkach węglowych, tworząc w nich tzw. ścieżkę perkolacyjną, po której płyną elektrocząstki. Ich przemieszczanie, spowodowane np. rosnącą lub malejącą temperaturą, zaburza ścieżkę perkolacyjną, a my ten mechanizm wykorzystujemy. Najłatwiej jest wprowadzić w strukturę polskiego wyrobu włókienniczego materiał z pamięcią kształtu w postaci nitynolu. Pod wpływem temperatury nitynol albo się kurczy, albo rozszerza. Prowadziliśmy na przykład prace nad kurtką zimową, w której zastosowaliśmy materiały z pamięcią kształtu zmieniające swoje wymiary pod wpływem temperatury. Deformacja tkaniny pod wpływem zmieniającej się temperatury nie jest jedyną badaną zmianą. Na skutek promieniowania UV może zmieniać się jej barwa – na naszym Wydziale zajmuje się tym prof. Marek Kozicki.
Jak można wykorzystać te właściwości?
Służą one ratowaniu zdrowia i życia ludzi. W medycynie znalazły zastosowania np. w stentach, które są wstawiane ludziom z chorobami układu krążenia. Umieszczone w żyłach rozszerzają się pod wpływem wzrostu temperatury, umożliwiając prawidłowy obieg krwi. Wprowadzany do naczynia krwionośnego stent musi być jak najmniejszy, dopiero później zmienia swój wymiar, rozszerzając naczynie. Stenty komercyjnie dostępne są wykonane z nitynolu - na bazie stopu metali, jednak prace w tym obszarze trwają nadal. Obecnie współpracujemy z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu nad wykorzystaniem polimerów w stentach. „Inteligentne” tkaniny mogą być także wykorzystywane poza medycyną, np. w produkcji odzieży.
Niektóre nowe materiały i ich zastosowania wydają się jeszcze science fiction. Nad czym Pani Profesor pracuje dzisiaj?
Wciąż pracujemy nad ideą wytworzenia tkaniny, która będzie dla człowieka „drugą skorą”. Dążymy to tego, by miała takie właściwości, jak ta naturalna oraz by chroniła, np. wcześniaki, które nie mają w chwili narodzin w pełni wykształconej skóry. Wciąż pracujemy nad jej kolejnymi właściwościami i przyjaznymi funkcjami.
Zajmuje nas także bezpieczeństwo pracy, np. strażaków, górników. Opracowujemy takie rozwiązania, by zamontowane w kombinezonach czujniki pozwalały na monitorowanie stanu zdrowia i bilansu cieplnego pracownika znajdującego się w trudnych warunkach, np. w pomieszczeniu z wysoką temperaturą.