Доц. д-р Мария СПАСОВА
Институт по полимери към БАН
• Какво означава за Вас да сте под номер 51 в периодичната система за млади химици – световен списък на експерти, въведен по инициатива на Международния съюз по чиста и приложна химия (IUPAC)? 2019-а година бе международна година на Менделеевата таблица и отбеляза един век от създаването на IUPAC.
- 2019 г. беше обявена за Международна година на химията. Тогава се навършиха 100 години от създаването на Международния съюз по чиста и приложна химия, който още през 2018 г. започна да номинира млади учени в областта на химията, които символично да включи в периодичната система под различните химични елементи. Изпратените кандидатури са разгледани в Международния съюз и от тях са избрани 118 изявени млади химици от цял свят. Точно 118 е и броят на химичните елементи. Химичният елемент антимон се свързва с моето име, т.к беше вписано под същия номер – 51, в периодичната система за млади химици. Това е изключително постижение, което ме прави много горда и осмисля работата ми като химик и като изследовател. Поощрява ме да продължавам напред, да се развивам и да работя в областта на химията.
• Наградена сте за постиженията си в областта на дизайна и получаването на биосъвместими и биоразградими полимери. Да си го признаем – на повечето хора това нищо не им говори. Като на китайски е. Какво всъщност са „биосъвместими и биоразградими полимери“? Къде се срещат в ежедневието ни? За какво служат в момента? И за какво могат да послужат?
- Полимерите са вещества с висока молекулна маса, съставени от повтарящи се структурни единици. Биосъвместимите полимери са тези полимери, които не произвеждат токсични и вредни продукти и не предизвикват имунна реакция в биологичните системи. Биоразградимите полимери пък са такива, които се разграждат напълно до въглероден оксид, метан, вода, биомаса и неорганични съединения.
През последните години се наблюдава засилен интерес към биоразградимите и биопоносимите полимери. Те се използват за получаване на биоразградими и биопоносими материали, които намират приложение в медицината (импланти, хирургични конци, медицински продукти, за контролирано доставяне на лекарства, превръзки за рани, подложки за клетъчно и тъканно инженерство), в хранително-вкусовата промишленост (опаковки, разградими бутилки за еднократна употреба, торбички, чаши, чинии и прибори за хранене), в селското стопанство, запазване на околната среда и други области.
Постепенно мерките за опазване на околната среда и здравето ни стават все по-строги, което води до факта, че биоразградимите и биопоносимите полимери ще навлязат все по-широко в ежедневието ни.
• Предположенията са, че ще са от полза в биомедицината, селското стопанство, фармацията, тъканното инженерство и за защитни облекла… да, но как по-точно?
- В моята изследователска работа за насоченото получаване на новите биопоносими и биоразградими полимерни материали са използвани разнообразни и съвременни нанотехнологични методи, между които електроовлакняване и едновременно електроовлакняване с електроразпръскване. Електроовлакняването позволява получаване на влакна чрез използване на електрично поле, което изтласква заредени струи от разтвор или стопилка на полимер, при което се получават влакна с размери до няколкостотин нанометра. Използването на тази авангардна нанотехнология позволи получаването на микро- и нановлакнести материали, които имат желани свойства и потенциално биомедицинско приложение. Предложили сме нов оригинален подход за придаване на антибактериална и хемостатична активност на микро- и нановлакнести материали от поли(L-лактид), получени чрез електроовлакняване, чрез нанасяне на фино покритие от хитозан. Показано е, че това покритие предотвратява прилепването на патогенни микроорганизми и води до бързо агрегиране на кръвните клетки. Получените резултати са указание, че тези нови влакнести материали са изключително подходящи като кандидати за лечение на раневи повърхности.
Значителен принос също така представлява създаването на нови биохибридни материали за биологична защита на растения от патогенни микроорганизми, което дава възможност за замяна на широко използваните в селското стопанство синтетични пестициди. Стратегията се състои във включване на спори на полезната почвена гъба Trichoderma viride във влакна на основата на хитозан. Показано е, че създадените материали са с изключителен екологичен ефект – от една страна полимерният носител осигурява благоприятни условия за развитие на агента за биоконтрол и го предпазва от нежелани въздействия, а от друга – се разгражда и усвоява от почвените микроорганизми, като продуктите от разграждането му стимулират растителната защита. Показана е възможност за директно покриване на растение или части от растение чрез електроовлакняване.
Разработили сме и нови материали, които са подходящи носители на биологично активното природно вещество - куркумин. Новите полимерни материали, съдържащи куркумин, са с оригинален дизайн, който подпомага по-бързото освобождаване на куркумина от тях. Влакнестите материали, съдържащи биологично активното вещество, притежават антибактериална и противотуморна активност и могат да намерят потенциални биомедицински приложения като превързочни материали и материали за локално лечение на тумори.
На основата на флуорсъдържащи полимери в подходящо съчетание с наночастици от цинков оксид сме получили хибридни материали със суперхидрофобни свойства. Измереният контактен ъгъл на получените композитни материали достига 1550, тоест те не се омокрят лесно, което прави тези материали подходящи както за биомедицински приложения, така и за филтри и защитни облекла.
• За момента проучванията ви са на клинично ниво. Какво е бъдещето? Кога откритието Ви ще види бял свят? Кога ще може да бъде използвано реално?
- В момента нашите разработки са на лабораторно ниво. При подходящо финансиране и интерес от бизнеса технологията и получаването на новите полимери материали могат да бъдат пренесени в промишлени условия.
• Конструирали сте апарат за нановлакна с приложение в медицината, включително и при лечението на рак. По какъв начин ще може да се включи в лечението на рака?
- Постижението е на лабораторията, а самата тематика и конструирането на апарата са по идея на моя научен ръководител, член-кореспондент Илия Рашков. В дисертацията, която започнах да разработвам през 2003 г., това беше една от основните цели - да конструираме и създадем такъв апарат. С негова помощ получаваме материали от ново поколение, които са изградени от микро- и нановлакна. Апаратът може да се използва за получаване на материали, в които могат да се включат противотуморни лекарства. И всъщност вече под формата на импланти тези материали могат да се поставят на мястото на отстранени тумори. Експерименти, които сме провели с опитни животни тип златисти хамстери показаха, че локалното поставяне на имплантите в мястото на отстранения тумор води до увеличаване на средното време на преживяване на животните и намаляване на процента на метастазите.
• През 2008 г. пък дисертацията Ви е отличена като една от шестте най-добри в света за последните няколко години от Швейцарския технически университет. Поканена сте да представите научния си труд, а впоследствие на негова основа са публикувани пет изследователски работи в най-авторитетни научни издания. Спечелила сте стипендия за специализация от белгийското правителство и сте могла да останете за постоянно в Белгия, но сте решила да се върнете тук. Защо?
- Веднага след защитата на дисертацията ми получих тази възможност. В рамките на една година специализирах в една от най-добрите лаборатории в университета в Монс в Белгия. Там има възможност да се работи по различни проекти с отлично финансиране. Аз завърших моя проект и реших, че искам да се върна в България, да опитам да се реализирам в страната си, както и да създам семейство тук. Смятам, че всеки човек със способности и знания може да си намери реализация зад граница. Но удовлетворението, когато го постигнеш тук е по-голямо.
• Кога решихте да посветите живота си на науката? Какво събуди у Вас интереса?
- Още по време на следването ми в ТУ-София, един мой преподавател – доц. Филип Раденков, видя потенциал в мен и ми предложи да се явя на изпит и да запиша редовна докторантура. Той ме насочи към съвместна докторантура с Института по полимери, БАН, където срещнах настоящия ми научен ръководител – чл. кор. Илия Рашков. Чл. кор. Рашков е човекът, който е „главен виновник“ да се занимавам с наука. Той запали интереса ми към научните изследвания, научи ме да предавам наученото на студентите и докторантите, които обучавам, както и ми показа, че иновативни разработки на световно научно ниво могат да се правят и тук в България.
• Вярно ли е, че „всичко е химия“?
- Всичко е химия, защото химията откриваме във всичко около нас. Всяко нещо, което ни заобикаля, е съставено от атоми на химични елементи и молекули на химични съединения. Не можем без химия даже в любовта. Смята се, че влюбването е резултат от серия химични реакции, които протичат в мозъка и предизвикват съответни други ментални и физиологични реакции. „Срещата на два характера е като взаимодействието между две химически вещества: ако има реакция, и двете се трансформират” (Карл Густав Юнг).
Интервюто взе
Мартина ЗИНОВИЕВА
