Tematyka badawcza Zakładu Biomateriałów i Technologii Mikrobiologicznych

Transkrypt

1 ZAKŁAD BIOMATERIAŁÓW I TECHNOLOGII MIKROBIOLOGICZNYCH Tematyka badawcza Zakładu Biomateriałów i Technologii Mikrobiologicznych Kierownik Zakładu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray ZBTM Instytut Polimerów prof. dr hab. inż. M. El Fray // Data:

2 BIOMATERIAŁY DLA SYSTEMÓW WSPOMAGANIA PRACY SERCA Elastomerowe biomateriały NOWE ELASTOMEROWE BIOMATERIAŁY DLA SYSTEMÓW WSPOMAGANIA PRACY SERCA Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Adiunkci: dr inż. Agnieszka Piegat dr inż. Marta Piątek-Hnat Projekt finansowany w ramach Programu Badań Stosowanych

3 BIOMATERIAŁY DLA SYSTEMÓW WSPOMAGANIA PRACY SERCA Elastomerowe biomateriały Celem projektu jest opracowanie innowacyjnych biomateriałów o potencjalnym zastosowaniu w konstrukcji systemów wspomagania serca. Zostanie opracowana platforma technologiczna nowych biomateriałów na bazie PET, modyfikowanych kwasami tłuszczowymi i witaminą E, oraz przeprowadzenie badań ich czystości chemicznej i biozgodności.

4 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Nowoczesne metody badań interakcji BADANIA ODDZIAŁYWAŃ MATERIAŁÓW Z TKANKĄ LUDZKĄ Kierownik zadania: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Post-Doc: dr inż. Piotr Sobolewski Temat finansowany w ramach projektu 7 PR Marii Curie IAPP

5 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Nowoczesne metody badań interakcji Projekt dotyczy interdyscyplinarnego podejścia do badań nad interakcją tkanki ludzkiej z powierzchnią urządzeń medycznych skupiając się z jednej strony na oddziaływaniach biologicznochemicznych, z drugiej strony natomiast uwzględniając oddziaływania mechaniczne. Badania właściwości mechanicznych i tribologicznych będą stanowiły dane wyjściowe do modelu oddziaływania fizycznego w układzie tkanka ludzka powierzchnia urządzenia/biomateriału, co pozwoli na opracowanie innowacyjnych narzędzi wspomagających proces opracowywania i rozwoju nowych technologii materiałowych, zwłaszcza w zakresie biomateriałów polimerowych.

6 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REGENERACYJNEJ Biomateriały wstrzykiwalne NOWE BIOMATERIAŁY WSTRZYKIWALNE Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Jędrzej Skrobot Temat finansowany w ramach projektu badawczego N N

7 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REGENERACYJNEJ Biomateriały wstrzykiwalne Celem prac jest wytworzenie fotosieciowalnych makromerów do potencjalnych zastosowań jako wstrzykiwalne biomateriały do rekonstrukcji tkanek miękkich 1. Ocena budowy chemicznej i mas molowych makromerów zawierających wiązania uretanowe i bezwodnikowe (NMR, FTIR, ESI- MS, GPC) 2. Dobór parametrów fotosieciowania i inicjatorów procesu 3. Ocena budowy chemicznej usieciowanych systemów (ATR-FTIR) 4. Ocena właściwości fizyko-chemicznych, termicznych i mechanicznych 5. Badania biozgodności in vitro i in vivo

8 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REGENERACYJNEJ Samoorganizujące się struktury polimerowe MATERIAŁY POLIMEROWE WYKAZUJĄCE SAMOORGANIZACJĘ W ŚRODOWISKU WODNYM Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Joanna Gajowy Temat finansowany w ramach projektu badawczego 2011/03/B/ST8/06353

9 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REGENERACYJNEJ Samoorganizujące się struktury polimerowe Celem prac jest otrzymanie i charakterystyka polimerów (PAET) na podstawie związków pochodzenia naturalnego, głównie aminokwasów (tyrozyny) i kwasów dikarboksylowych (w tym tłuszczowych) wykazujących samoorganizację struktury. Zaprojektowanie zostaną, z udziałem wytworzonych PAET, kopolimery amfifilowe, które będą wykorzystane do formowania miceli/nanosfer o wysokiej wydajność enkapsulacji leków i związków bioaktywnych. Otrzymane zostaną materiały polimerowe wykazujące samoorganizację struktury na bazie di- oraz trifunkcyjnych pochodnych kwasów tłuszczowych oraz aminokwasów i amin/mocznika; oraz modyfikowane polieterami (PEG) i dendrymerami, w tym poli(amidoaminami) PAMAM.

10 BIOMATERIAŁY DLA DIAGNOSTYKI MEDYCZNEJ Nośniki dla grafenowego sensora MULTIFUNKCJONALNY BIOSENSOR DLA DIAGNOSTYKI MEDYCZNEJ Kierownik zadania: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Kierownik projektu: Prof. dr hab. Ewa Mijowska Temat finansowany w ramach projektu badawczego GRAF-TECH/NCBR/08/06/2013

11 BIOMATERIAŁY DLA DIAGNOSTYKI MEDYCZNEJ Nośniki dla grafenowego sensora Celem projektu jest opracowanie wielofunkcyjnego biosensora opartego na technologii grafenu, z zastosowaniem różnych technik biopomiarów, w tym: Bio-FET, Elektrochemicznej Spektroskopii Impedancyjnej (EIS) badań impedancji bioelektrycznej (BI). Zadaniem opracowywanego biosensora jest detekcja rozmaitych czynników istotnych z punktu widzenia diagnostyki medycznej, m.in. DNA wirusów i bakterii, a także np. pomiar stężenia glukozy we krwi.

12 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Warstwy antybakteryjne PRZECIWDROBNOUSTROJOWE WARSTWY WIERZCHNIE NA ELASTOMERACH TERMOPLASTYCZNYCH Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Agata Niemczyk Temat finansowany w ramach projektu badawczego N N

13 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Warstwy antybakteryjne Celem prac jest opracowanie technologii wytwarzania elastomerowych biomatriałów polimerowych o polepszonych właściwościach przeciwdrobnoustrojowych dla potrzeb implantów, głównie kardiologicznych i urologicznych. 1. Synteza serii poliestrowych elastomerów termoplastycznych 2. Badania fizykochemiczne otrzymanych materiałów: Analiza NMR i ATR-FTIR Analiza DSC i DMTA Badania mechaniczne i twardość Shore a D 3. Wytworzenie kompozycji chitozan-kwas tłuszczowy w postaci warstw i nanocząstek 4. Modyfikacja warstwy wierzchniej tymi kompozycjami 5. Ocena aktywności przeciwdrobnoustrjowej zmodyfikowanych powierzchni

14 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Synteza enzymatyczna poliestrów SYNTEZA ENZYMATYCZNA KOPOLIMERÓW POLI(SEBACYNIANU BUTYLENU) Kierownik tematu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Bogusława Gradzik

15 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Synteza enzymatyczna poliestrów Celem pracy jest wykorzystanie enzymów jako naturalnych biokatalizatorów dla syntezy bioresorbowalnych i biozgodnych kopolimerów na podstawie poli(bursztynianu butylenu) (PBS). Zostaną zaprojektowane i wykonane syntezy kopolimerów z wykorzystaniem biodegradowalnych segmentów, tj. oligoterów lub oligowęglanów. Dodatkowo, do takich układów zostaną wprowadzone nanonapełniacze w postaci naturalnych glinokrzemianów lub ceramiki w celu uzyskania materiałów bioaktywnych o potencjalnym wykorzystaniu w technikach medycznych.

16 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Modyfikacja radiacyjna nanokompozytów WPŁYW MODYFIKACJI RADIACYJNEJ NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI NANOKOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Michał Rybko Temat finansowany w ramach projektu badawczego N N

17 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Modyfikacja radiacyjna nanokompozytów Celem prac jest wytworzenie nanokompozytów polimerowych na bazie multiblokowych kopoliestrów metodą in situ podczas polikondensacji oraz ich modyfikacja radiacyjna mająca na celu: 1. poprawę właściwości mechanicznych, zwłaszcza odporności na pełzanie 2. modyfikacje powierzchni poprzez szczepienie radiacyjne w celu hydrofilizacji powierzchni Prace obejmują: 1. Syntezy nanokompozytów z udziałem nanocząstek 2. Ocena właściwości fizykochemicznych i mechanicznych, przed i po radiacji 3. Modyfikacja powierzchni poprzez szczepienie radiacyjne

18 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Nanokompozyty polimerowe NANOKOMPOZYTY Z MATRYCĄ POLIESTROWĄ I NANOCZĄSTKAMI GRAFENU i CNT Kierownik tematu: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorant: mgr inż. Zygmunt Staniszewski

19 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Nanokompozyty polimerowe Celem prac jest wytworzenie nanokompozytów polimerowych na bazie multiblokowych kopoliestrów metodą in situ podczas polikondensacji jako biostabilnych materiałów dla implantologii i/lub sprzętu medycznego. Prace obejmują: 1. Syntezy nanokompozytów z udziałem nanocząstek węglowych (grafeny/tlenki grafenów) i nanorurek węglowych (CNT) 2. Badania nanostruktury wytworzonych materiałów 3. Badania właściwości fizykochemicznych i mechanicznych 4. Ocena biozgodności in vitro

20 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Blendy polimerowe NOWOCZESNE BLENDY POLIMEROWE Z UDZIAŁEM POLIESTRÓW Kierownik zadania: Prof. dr hab. inż. Mirosława El Fray Doktorat: mgr inż. Wojciech Ignaczak Temat finansowany w ramach projektu 7PR EeB. NMP NMP

21 BIOMATERIAŁY DLA MEDYCYNY REKONSTRUKCYJNEJ Blendy polimerowe Projekt dotyczy opracowania nowych blend polimerowych z udziałem poliestrów i pololefin kompatybilizowanych kopolimerami multiblokowymi. Materiały te następnie zostaną wykorzystane do opracowania kompozytów z udziałem włókien bazaltowych.

22 POLIMERY DLA TECHNOLOGII ENKAPSULACJI Biodegradowalne kopoliestry SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI NOWYCH KOPOLIMERÓW ESTROWYCH DLA TECHNOLOGII ENKAPSULACJI Kierownik projektu: dr inż. Agnieszka Kozłowska Temat finansowany w ramach projektu badawczego N N

23 POLIMERY DLA TECHNOLOGII ENKAPSULACJI Biodegradowalne kopoliestry Biodegradowalne alifatyczne kopoliestry z udziałem dimeryzowanego kwasu tłuszczowego: otrzymywanie kopolimerów metodą polikondensacji w stopie, oznaczanie właściwości fizyko-chemicznych, mechanicznych, termicznych itp., określanie podatności na degradację hydrolityczną i biodegradację, zastosowanie otrzymanych polimerów w technologii mikroenkapsulacji.

24 ELASTOMERY Z SUROWCÓW ODNAWIALNYCH Elastomerowe sieci polimerowe NOWE ELASTOMERY ESTROWE Z SUROWCÓW ODNAWIALNYCH Kierownik tematu: dr inż. Marta Piątek-Hnat

25 ELASTOMERY Z SUROWCÓW ODNAWIALNYCH Elastomerowe sieci polimerowe Celem prac badawczych jest opracowanie technologii trójetapowego otrzymywania i ocena właściwości elastomerów estrowych o strukturze sieci polimerowych będących pochodnymi poli(sebacynianu glicerolu) (PGS) i poli(sebacynianu sorbitolu) (PSS) o potencjalnym wykorzystaniu w technikach medycznych jako skafoldy (rusztowania) oraz nośniki leków i substancji biologicznie czynnych.

26 BADANIA PROCESÓW POLIMERYZACJI RODNIKOWEJ Inicjatory wielofunkcyjne INICJATORY WIELOFUNKCYJNE W POLIMERYZACJI RODNIKOWEJ Kierownik tematu: CH 3 CN O CH 3 dr inż. Ewa Wiśniewska H 3 C C N N C CH 2 C O 4 O C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 Badania realizowane we współpracy z Politechniką Śląską w Gliwicach, Instytut Technologii Chemicznej Organicznej i Petrochemii, Wydział Chemiczny

27 BADANIA PROCESÓW POLIMERYZACJI RODNIKOWEJ Inicjatory wielofunkcyjne Przedmiotem badań są azonadestrowe inicjatory polimeryzacji wolnorodnikowej o budowie symetrycznej CH 3 O CN CN O CH 3 H 3 C C O O C CH 2 C N N C 4 CH 2 4 C O O C CH 3 i niesymetrycznej CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CN O CH 3 H 3 C C N N C CH 2 C O 4 O C CH 3 CH 3 CH 3 - Badania procesu rozpadu termicznego metodą wolumetryczną i spektrofotometryczną UV-VIS; - Badania kinetyki polimeryzacji monomerów winylowych metodą dylatometryczną; - Badania struktury chemicznej inicjatorów, monomerów i polimerów; - Określenie średnich mas molowych polimerów. CH 3

28 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Badania aktywności TiO 2 na wzrost grzybów OKREŚLENIE WPŁYWU DITLENKU TYTANU INDUKOWANEGO ŚWIATŁEM I AKTYWNOŚCI WODY NA WZROST GRZYBÓW WYSTĘPUJĄCYCH W ŚRODOWISKU POMIESZCZEŃ ZAMKNIĘTYCH Kierownik tematu: dr inż. Agata Markowska-Szczupak (Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska) Wykonawca: Dr hab. Krzysztof Ulfig, prof. ZUT Temat finansowany w ramach projektu badawczego N N

29 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Badania aktywności TiO 2 na wzrost grzybów Celem prac jest uzyskanie danych umożliwiających określenie przeciwgrzybowego działania ditlenku tytanu w środowiskach o różnej aktywności wody, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych (mieszkania, budynki użyteczności publicznej, biura, szkoły, przedszkola, itd.). W wyniku realizacji projektu planuje się ustalenie optymalnej zawartości TiO 2 w farbach emulsyjnych, tak by możliwe było uzyskanie produktów wysokiej jakości, przy jednoczesnym obniżeniu ilości środków chemicznych stosowanych jako biobójcze.

30 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Biodegradacja poliestrów przez grzyby BIODEGRADACJA POLIESTRÓW KONDENSACYJNYCH PRZEZ GRZYBY MIKROSKOPOWE Kierownik tematu: dr hab. Krzysztof Ulfig, prof. ZUT Współpraca z dr inż. A. Kozłowską

31 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Biodegradacja poliestrów przez grzyby Celem pracy jest ocena podatności kopoliestrów kondensacyjnych na podstawie: 1. kwasu bursztynowego, dimeryzowanego kwasu tłuszczowego i kwasu fumarowego, 2. kwasu sebacynowego, dimeryzowanego kwasu tłuszczowego i kwasu fumarowego na biodegradację przy udziale grzybów mikroskopowych. Prowadzone są badania właściwości fizyko-chemicznych i termicznych polimerów oraz obserwacje mikroskopowe, zwłaszcza w aspekcie penetracji i rozkładu poliestrów przez grzyby mikroskopowe

32 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Badania bioróżnorodności grzybów BADANIA BIORÓŻNORODNOŚCI GRZYBÓW W ŚRODOWISKU ZANIECZYSZCZONYM KSENOBIOTYKAMI I ODPADAMI ORGANICZNYMI Kierownik tematu: dr hab. Krzysztof Ulfig, prof. ZUT Współpraca z dr inż. A. Markowską-Szczupak

33 BADANIA MIKROBIOLOGICZNE Badania bioróżnorodności grzybów Wykorzystując dane archiwalne określenie zmian bioróżnorodności grzybów w środowiskach poddanych bioremediacji oraz w środowiskach zanieczyszczonych odpadami organicznymi (odpadami komunalnymi, ściekami i osadami ściekowymi. Próba wykorzystania grzybów jako wskaźników toksyczności środowiska.