Artroza je jedna od onih bolesti koje, kao i sijeda kosa, dolaze s godinama: treba je prihvatiti onako kako su se nekoć prihvaćale sve bolesti, kao drugu, tamnu stranu života (rekao je Ivo Andrić). „Glavni je cilj (liječenja) da se bolesniku smanje bolovi, očuva što bolja funkcionalna sposobnost zgloba i po mogućnosti uspori napredovanje degenerativnog procesa“, piše u Medicinskoj enciklopediji (1967.). „Specifičnog lijeka do danas nema.“ 

Kad tako nešto piše u tako mjerodavnom izvoru kao što je to Medicinska enciklopedija Leksikografskog zavoda „Miroslav Krleža“, onda tome treba bespogovorno vjerovati. „Specifičnog lijeka do danas nema.“ No, što znači „do danas“? Od „danas“ je prošlo već 58 godina!

 Artroza (u širem smislu) je međutim samo opće ime za cijeli niz degenerativnih bolesti kojima je zajednička značajka propadanje hrskavice. Najgori je među njima osteoartritis, „upala zglobova“. I upravo su lijek za tu bolest potražili kineski znanstvenici, na neobičan način i neobičnim sredstvom. 

Oštećena hrskavica ne može se obnoviti. Točno i netočno. Točno je da se ne obnavlja, no krivo je reći da se ne može obnoviti. Treba samo pronaći stimulans koji će potaknuti obnavljanje. Taj stimulans je električno polje koje, začudo, postoji i u ljudskom tijelu. Riječ je o tome da mnoga tkiva imaju piezoelektrična stvojstva, što znači da proizvode promjenjivo električno polje koje pak blagotvorno utječe na organe i organizam u cjelini, pojačavajući imunološki odgovor i pomažući zacjeljivanje. Nevolja je međutim da takvo električno polje ne stvara koštano tkivo, pa ne može pridonijeti zacjeljivanju hrskavice, ma koliko opteretili kosti i zglobove. 

Gdje je rješenje? Rješenje je u naslovu znanstvenog rada „Biodegradable piezoelectric polymer for cartilage remodeling“ što je izašao u časopisu Matter. Riječ je dakle o piezelektričnom polimeru za obnavljanje hrskavice („cartilage remodeling“) koji je usto biorazgradiv („biodegradable“). Kakav je to polimer?

Piezoelektrični efekt je dobro znana pojava stvaranja promjenjivog električnog polje kada se piezoelektrični materijal razvlači ili tlači. Mehanizam? U takvom, piezolektričnom materijalu postoje dipoli koji mijenjaju svoju orijentaciju ovisno o rastezanju u jednom smjeru. Najpoznatiji je primer za to kristal kremena (SiO₂). On pritiskom u smjeru kristalografske osi c, koja leži okomito na druge tri kristalne osi (trigonski sustav), stvara promjenjivo električno polje a s njime i električnu struju. Iskra koja pri tome može nastati koristi se za paljenje plina u bojleru. 

Nije kremen, razumije se, jedini piezolektrični materijal. Piezoelektrični su i organski polimeri, među kojima i oni koji se mogu razgraditi u tijelu. Dva takva polimera su polimer mliječne kiseline (PLLA) te kopolimer hidroksimaslačne i hidroksivalerijanske kiseline (PHBV). Njihove se molekule protežu u obliku spirale. U njima postoje veze C=O koje imaju dipolni moment zbog asimetričnog rasporeda naboja (^δ+C=O^δ-). Te veze, a s njima i dipolni momenti leže ukoso na smjer protezanja lanca, pa kada se lanac rastegne mijenja im se orijentacija. Tako se tumači njihov piezoelektrični efekt.

Oba su polimera piezoelektrična i biorazgradiva, no nisu dovoljno rastezljiva. I upravo su taj problem riješili autori spomenutog rada. Oni su napravili suspenziju PLLA u PHBV. Najboljem pokazala kombinacija 30 % PLLA i 70 % PHBV (0,7PHBV). Uz bolja mehanička svojstva, ta je smjesa polimera pokazala i dvaput veći piezoelektrični učinak: izložen istom pritisku 0,3 milimetara debeo sloj polimera PLLA pokazao je promjenu električnog potencijala 4,3 V, dok je  0,7PHBV pokazao 9,3 V.

I na kraju evo i krucijalnog eksperimenta: rečeni su polimer 0,7PHBV znanstvenici nanijeli 3D ispisom uz oštećenu hrskavicu koljenskog zgloba kunića. Nakon 12 do 18 tjedana oštećena hrkavica kunića posve se oporavila. To su pokazali ne samo histološki nalazi nego i analiza aktivnosti gena u tkivu izloženom promjenjivom električnom polju. 

Ono je izazvalo pravu buru među genima: 100 gena je smanjilo, a 353 povećalo aktivnost. Baš buru? Bolje bi bilo reći buru s gromovima, kada sve grmi i sijeva. No ovog puta ne sijeva tako da bole kosti nego tako da ne bole zglobovi. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI)  baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti surađujući u mnogim časopisima i revijama (Priroda, ABC tehnike, Čovjek i svemir, Modra lasta, Smib, Fokus). Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 16 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. Sada piše za časopis Čovjek i svemir te, naravno, za BUG online. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.