Wallenberg Academy Fellows

Utvecklar benplåster med klick-kemi

En lärarvikare tände Michael Malkochs intresse för kemi. Idag brinner han fortfarande för kemi i allmänhet och polymerkemi i synnerhet. Som Wallenberg Academy Fellow är hans ambition att utveckla ett benplåster för komplicerade frakturer genom att ”klicka” ihop precisionspolymerer.

– Idag tillhör vår grupp det absoluta toppskiktet i Europa när det gäller forskning om nya, polymera material. De material som vi kan framställa lever upp till framtidens förutsättningar och behov, material som aldrig tidigare existerat.

Relationer är viktiga för Michael Malkoch. Ofta och noggrant tänker han på hur han kan bidra till att skapa en generös, trygg och rolig atmosfär. Det gäller såväl privat som på jobbet där han försöker ha full fokus på doktorander och postdoktorala forskare i sin forskargrupp.

– De kan alltid räkna med mig och jag förväntar mig att de är likadana tillbaka. Jag är inte intresserad av att ha folk med vassa armbågar runt mig. Det värsta jag vet är en massa drama, det vill jag skala bort.

Michael Malkoch strävar med andra ord efter att bedriva rolig forskning tillsammans med kreativa kollegor som tycker att det bästa som finns är att få vara i hans laboratorium och forska om funktionella polymerer. Hans största drivkraft är det uppenbara behovet av mer avancerade polymerer som idag, om de fanns tillgängliga inom sjukvården, skulle kunna minimera människors lidande vid en rad allvarliga behandlingar. Det kan vara allt från benlim för att plåstra ihop komplicerade benfrakturer till läkemedelsbärare som på ett effektivare sätt kan leverera preparat mot cancer.

Brann för kemi

Hans resa in i kemins värld började med en lärarvikarie på gymnasiet. Denna vikarie brann för kemi och gjorde ett så starkt intryck på Michael Malkoch att han sökte in på KTH:s kemiingenjörsutbildning. Efter grundutbildningen följde en doktorandutbildning och när han var klar med den blev han erbjuden en postdoktoral tjänst på bland annat Stanford University i Silicon Valley och University of California, Santa Barbara, USA.

När han kom till USA hade precis ett nytt koncept som kallas för klick-kemi dykt upp. Konceptet handlar om att med hjälp av robusta och selektiva reaktioner pussla ihop enkla byggstenar till komplicerade molekyler. Det härmar naturens sätt att bygga perfekta makromolekyler som till exempel proteiner och DNA i komplicerade miljöer.

– Min chef i USA var väldigt duktig på att snappa upp nya idéer, och när jag kom dit hade han ett samarbete med nobelpristagaren Barry K. Sharpless som var upphovsman till konceptet klick-kemi. Det var där och då jag fick upp ögonen för klick-kemins möjligheter. Det är enkelt, det är bra och det fungerar. Plötsligt kunde man lösa materialforskningsproblem som tidigare varit omöjliga att lösa med vanlig traditionell kemi.

Under åren i USA publicerade Michael Malkoch ett stort antal vetenskapliga arbeten inom området organisk kemi-polymerkemi med bäring på tillämpningar inom ytbehandling och medicin. När han kom hem till Sverige igen 2005 byggde han vidare på det han utvecklat i USA. Ett år senare träffade han neurokirurgen Hans von Holst som hade ett problem.

– Hans von Holst ville gärna plåstra ihop patienter med komplicerade frakturer men tyckte att skruvar, metallplattor och medicinska superlim hade många nackdelar. Skruvar och metallplattor är svåra att använda i tunna och sköra ben, de sitter kvar för evigt och kräver dessutom omfattande kirurgiska ingrepp. Akrylat-baserade superlim å sin sida är svåra att jobba med eftersom de är kletiga och klistrar överallt, härdar i kontakt med vatten och med ifrågasatt toxicitet vid nedbrytning.

Benplåster

Det är denna utmaning som Michael Malkoch jobbar vidare med som Wallenberg Academy Fellow. Målet är ett benplåster som fixerar komplicerade frakturer och som kan sättas på plats med titthålskirurgi under lokalbedövning. Huvudspåret i Michael Malkoch forskning är att kombinera en primer med bra fästförmåga på blött ben, en fiberväv för att öka stabiliteten, och ett komponentlim baserat på så kallad thiol-ene-kemi som kirurgerna kan få att härda precis när de vill med hjälp av en ljuskälla.

Projektet har redan kommit en bra bit på väg.

– Vi har testat våra material och visat att de har lägre toxicitet och bättre fästegenskaper på blött ben jämfört med dagens medicinska superlim. Vi har också lyckats utveckla limkomponenterna så att de inte kräver lika starkt UV-ljus för att härda som de gjorde från början. Det är för oss en viktig bedrift att kunna utnyttja i det här fallet en tandläkarlampa, så nu känner vi oss lite mer säkra på att vi är på rätt väg.

Flera utmaningar återstår dock. Till att börja med måste Michael Malkoch och hans kollegor få ihop limkomponenterna på rätt sätt och samtidigt minimera antalet komponenter. Man måste också säkerställa att patienternas immunförsvar accepterar alla komponenterna och att komponenterna bryts ner av sig själva när de har tjänat sitt syfte. Sist men inte minst behöver de hitta rätt samarbetspartners som kan överföra forskningsresultaten till praktik.

"Det är en fin kvalitetsstämpel som jag tror kommer att öppna dörrar och nya samarbetsmöjligheter för mig. De känns också som om Knut & Alice Wallenbergs Stiftelse verkligen är mån om att hjälpa mig. Jag skulle till exempel aldrig kunna ha tre heltidsfinansierade forskare som jobbar mot samma mål utan det här anslaget. Forskningsmässigt innebär det att resultaten kommer att accelereras avsevärt."

Om Michael Malkoch tillsammans med kollegor och samarbetspartners lyckas hela vägen med projektet är fördelarna många och möjligheterna enorma.

– Ett sådant här benplåster tar ca fem min att generera och skulle innebära minskat lidande för patienterna där riskerna med sövning, öppen kirurgi och infektioner efter operation minimeras. Särskilt bra kan benplåstret fungera på äldre patienter som ofta drabbas av benfrakturer och vars sköra ben är svåra att borra och skruva i. För samhället i stort skulle det kunna innebära mycket stora ekonomiska besparingar eftersom patienten kan lämna sjukbädden samma dag som operationen utförs.

Text: Anders Esselin
Foto: Magnus Bergström