Příroda vytvořila mnoho pozoruhodných materiálů a my se jimi můžeme inspirovat nebo je přímo použít k výrobě nových typů biomateriálů. Singapurští materiálový vědci vyvinuli nový biokompatibilní materiál z pylu slunečnic. Mohl by se uplatnit v biomedicíně i v jiných odvětvích.
Stále častěji se ukazuje, že rostliny mohou být zdrojem rozmanitých materiálů zajímavých vlastností. Odborníci singapurské Nanyang Technological University nedávno vyvinuli nový typ „zelených“ biokompatabilních materiálů, jejichž základem je rostlinný pyl. Vzali tato tvrdá a odolná přírodní zrnka a přeměnili je na měkké částice podobné mikrogelům, tedy kulovitým gelovým částicím.
Pylová zrna jsou vlastně samčí pohlavní buňky kvetoucích rostlin. Během procesu opylování jsou chráněna dvěma vrstvami. Vnější tvrdou vrstvu, čili exinu, tvoří polysacharidy celulóza s pektinem, které vyztužují molekuly velmi odolných biopolymerů sporopoleninu a kutinu. Vnitřní vrstva intina se skládá jen z celulózy a pektinu a je relativně měkká a pružná.
Cho Nam-Joon a jeho kolegové použili při výrobě nového materiálu postup, který připomíná výrobu mýdla. Inspiraci prý nalezli v tom, jak se proměňují stěny pylových zrn během jejich klíčení. Tento proces řídí enzymy, které ovlivňují mechanické vlastnosti stěn pylových zrn. Vědci se od nich přiučili, jakým způsobem pracovat s materiálem, který tvoří pylová zrna.
Nejprve vzali pyl slunečnic a z pylových zrn odstranili pevnou, cementu podobnou vnější vrstvu. Pak pyl ponechali pod dobu až 12 hodin v zásaditém prostředí, kde pylová zrna nabobtnala a zgelovatěla. Doba, po kterou se pyl nacházel v zásaditém prostředí, přitom ovlivňovala ohebnost výsledného materiálu. Nakonec vznikly měkké ohebné částice, které si zároveň udržely značnou pevnost. Badatelé při vývoji „pylového“ materiálu využili počítačovou simulaci i laboratorní experimenty.
Nový „pylový“ biomateriál Nam-Joonova týmu by se mohl stát základem pro rozmanité náplně do 3D a 4D tiskáren. Mohly by takto vzniknout polymerové gely, houbovité materiály a další typy materiálů pozoruhodných vlastností. Dosavadní výzkum ukazuje, že „pylové“materiály nevyvolávají žádné nežádoucí imunologické, alergické anebo toxické reakce. Mohly by se tedy používat v biomedicíně, v těsném kontaktu s lidskými tkáněmi, ať už v podobě krycích materiálů, protéz anebo implantátů přímo v těle.
Jak podotýkají autoři studie, změnili vlastnosti materiálu pylových zrn až za hranice jejich původních možností. Vytvořili měkké mikrogelové částice, které mohou měnit své vlastnosti v souvislosti s okolním prostředím. Nový materiál slibuje množství rozmanitých aplikací, které by měly být šetrné vůči životnímu prostředí, biologicky bezpečné, ekonomicky přijatelné a také praktické pro výrobu ve velkém.