Polymer films for cardiovascular stents

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Propozycje tematów projektów/prac dyplomowych inżynierskich dla studentów Inżynierii Biomedycznej, rok. akad. 2016/17 Powłoki polimerowe do stentów układu sercowo-naczyniowego Polymer films for cardiovascular stents Prof. dr hab. Anna Lisowska-Oleksiak Mgr inż. Mariusz Szkoda Opracowanie technologii wytwarzania warstw polimerowych na podłożu materiału chirurgicznego * (ang. Elaboration of electrodeposition process of polymeric films onto materials used in cardiovascular applications) 1.Opracowanie literaturowe dot. elektroosadzania polimerów elektroaktywnych. 2. Przeprowadzenie prób syntezy polimeru na podłożach stalowych i/lub chromowo-kobaltowych. 3. Charakterystyka otrzymanych powłok metodami elektrochemicznymi (EIS, CVA). 4. Badania morfologii warstw metodą SEM. 5. Przyspieszone testy stabilności w czasie ekspozycji w syntetycznych płynach fizjologicznych 6. Opracowanie pracy na podstawie własnych wyników. * ang 1. Literature studies on electrochemical polymeric films deposition. 2. Electrosynthesis of polymer onto stainless steel and/or Cr-Co alloy in laboratory conditions. 3. Thin films characterization by electrochemical methods. 4. Studies on morphology using SEM imaging. 5. Fast stability tests of polymer on stents materials in contact with synthetic physiological fluids. 6. Thesis elaboration. 1. Conducting Polymers, Inzler G. 2. Bioelectronics meets nanomedicine for cardiovascular implants: PEDOT-based nanocoatings for tissue regeneration, V. Karagkiozaki, Biochim Biophys Acta. 2013, 1830(9):4294-4304. 3.Bieżąca literatura patentowa. 1

Nowe związki biskoronowe jako jonofory do konstruowania miniaturowych membranowych elektrod jonoselektywnych, wysoce selektywnych na jony potasu New biscrowns as ionophores for miniaturized ion-selective membrane electrodes, highly selective for potassium ions Dr hab. inż. Elżbieta Luboch, prof. nadzw. PG mgr inż. Maciej Jeszke Zaprojektowanie (skład membrany) i przetestowanie czujników potencjometrycznych miniaturowych membranowych elektrod jonoselektywnych (ISE), selektywnych na jony potasu istotnych w analityce medycznej. Poszukiwanie wysoce selektywnego jonoforu, który stanowiłby konkurencję dla walinomycyny. 1. Przegląd literatury dotyczącej: struktury jonoforów, szczególnie tych dla elektrod selektywnych na kationy metali, które istotne są w diagnostyce laboratoryjnej ze szczególnym uwzględnieniem jonów potasu; czujników potencjometrycznych - membranowych elektrod jonoselektywnych i miniaturowych elektrod jonoselektywnych. 2. Współudział w syntezie i izolacji wybranego związku jonoforowego (opcjonalnie). 3. Przygotowanie serii miniaturowych, membranowych elektrod jonoselektywnych typu solid contact, bazujących na węglu szklistym, różniących się: składem membrany, sposobem ich kondycjonowania oraz polimerem przewodzącym, stanowiącym kontakt między membraną a przewodnikiem elektronowym. 4. Zbadanie właściwości przygotowanych jak w pkt. 3, czujników potencjometrycznych. 5. Opracowanie uzyskanych wyników. Porównanie właściwości otrzymanych elektrod z właściwościami stosowanych i opisanych w literaturze jonoforów potasowych. 1. Brzózka Z., Wróblewski W.: Sensory chemiczne. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1999. 2. Brzózka Z.: Miniaturyzacja w analityce. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2005. 3. Cygański A., Podstawy metod elektroanalitycznych. Warszawa: WNT 1999. 4. Bühlmann P., Pretsch E., Bakker E., Chem. Rev., 98, 1593 (1998) i inne prace przeglądowe dotyczące jonoforów. 6. E. Luboch, Zeszyty Naukowe PG, Chemia 54 (2007) 7. Umezawa Y., Bühlmann P., Umezawa K., Tohda K., Amemiya S.: Pure & Appl. Chem., 72, 1851 (2000). 8. Publikacje opiekuna pracy 2

Zastosowanie magnezowych i wapniowych jonoforów, bazujących na amidowych pochodnych diazakorony, w membranowych elektrodach jonoselektywnych Application of magnesium and calcium ionophores, based on the amide derivatives of diazacrown ether, in membrane ionselective electrodes Dr hab. inż. Elżbieta Luboch, prof. nadzw. PG Mgr inż. Maciej Jeszke Celem pracy jest zapoznanie się z problemem selektywnego oznaczania jonów magnezu w obecności jonów wapnia z wykorzystaniem membranowych elektrod jonoselektywnych (ISE) i próba otrzymania oraz scharakteryzowania nowej pochodnej diazakorony w celu sprawdzenia jej selektywności względem jonów magnezu i wapnia oraz innych jonów ważnych w diagnostyce medycznej. 1. Przegląd literatury dotyczącej: makrocyklicznych jonoforów, szczególnie tych selektywnych na jony magnezu lub wapnia; membranowych elektrod jonoselektywnych i miniaturowych elektrod jonoselektywnych. 2. Dokonanie, na podstawie danych literaturowych, analizy wpływu struktury diamidowych pochodnych diazakorony na selektywność Mg/Ca membranowych elektrod jonoselektywnych, w których zastosowano tego typu związki jako jonofory. 3. Zaprojektowanie analogicznego związku, jednak ze zmodyfikowanymi, w porównaniu do tych opisanych w literaturze, fragmentami amidowymi i ew. współudział w syntezie tego związku. 4. Przygotowanie membran i zbadanie charakterystyki klasycznych elektrod jonoselektywnych zawierających jako jonofor otrzymany związek. 5. Przygotowanie miniaturowych elektrod typu solid contact, bazujących na węglu szklistym, zawierających membrany o składzie zoptymalizowanym na podstawie badań klasycznych ISE i scharakteryzowanie ich. 6. Opracowanie uzyskanych wyników. 1. Brzózka Z., Wróblewski W.: Sensory chemiczne. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1999. 2. Brzózka Z.: Miniaturyzacja w analityce. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2005. 3. Suzuki K. i in., Anal. Chem., 67, 324 (1995). 4. Siswanta D. i in., Anal. Sci., 13, 429 (1997). 5. Bradshaw J. S., Izatt R. M., Bordunov A. V., Zhu C. Y., Hathaway J. K.: Crown Ethers. W: Comprehensive Supramolecular Chemistry, Vol. 1. (Ed. G. W. Gokel). New York: Pergamon 1996, s. 35. 6. Umezawa Y., Bühlmann P., Umezawa K., Tohda K., Amemiya S.: Pure & Appl. Chem., 72, 1851 (2000). 7. Bühlmann P., Pretsch E., Bakker E., Chem. Rev., 98, 1593 (1998) i inne prace przeglądowe dotyczące jonoforów. 8. Bakker E., Pretsch E., Bülhmann P., Anal. Chem., 72, 1127 (2000) 9. Bakker E., Pretsch E., Anal. Chem., 74, 420A (2002) 3

Badanie przydatności warstw receptorowych czujników optycznych do szybkiego wykrywania biojonów The study of the suitability of receptor layers of optical sensors for the rapid detection of bio-ions Dr hab. inż. Ewa Wagner-Wysiecka Celem pracy jest przygotowanie warstw receptorowych czujników optycznych opartych na matrycach polimerowych, zbadanie ich odpowiedzi w obecności ważnych biologicznie jonów. 1. Zebranie aktualnej literatury związanej z tematyką projektu (zasada działania warstw receptorowych czujników optycznych, sposoby unieruchomienia jonoforu i in.) 2. Przygotowanie warstw receptorowych z zastosowaniem wyselekcjonowanych wcześniej barwnych jonoforów 3. Przeprowadzenie wstępnych jakościowych badań mających na celu określenie selektywności odpowiedzi 4. Określenie zależności pomiędzy zmianą barwy a stężeniem jonu, na który czułość wykazuje przygotowaną warstwa receptorowa 5. Porównanie rezultatów z dostępnymi danymi literaturowymi i dyskusja otrzymanych wyników 1. Gründler P.: Chemical Sensors An Introduction for Scientists and Engineers. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007. 2. Xie X., Bakker E.: Ion selective optodes: from the bulk to the nanoscale. Anal. Bioanal. Chem. 407 (2015) 3899-3910 3. Mistlberger G., Crespo G., Bakker E.: Ionophore-Based Optical Sensors. Ann. Rev. Anal. Chem., 7 (2014) 483-512 4. Aktualne pozycje z literatury o międzynarodowym zasięgu wybrane na podstawie przeglądu bazy Chemical Abstracts Badanie możliwości elektrochemicznego oznaczania jonów rodankowych w próbkach biologicznych z wykorzystaniem elektrod jonoselektywnych. The studies on electrochemical thiocyanates determination in biological samples with the application of ion selective electrodes. Dr inż. Radosław Pomećko Mgr inż. Marcin Urbanowicz Celem pracy jest sprawdzenie możliwości elektrochemicznego oznaczenia jonów rodanowych (tiocyjanianowych), z użyciem membranowych elektrod jonoselektywnych, w próbkach biologicznych, oraz sprawdzenie poprawności takiej metody dzięki użyciu innych metod analitycznych (np. spektroskopia UV-Vis). Dobór jonoforu o odpowiedniej selektywności do przewidywanych zastosowań na podstawie przeglądu literaturowego. Wykonanie pomiarów potencjometrycznych i oznaczanie stężenia jonów rodankowych w próbkach. Sprawdzenie innymi metodami analitycznymi (UV-Vis) poprawności oznaczeń przeprowadzanych z wykorzystaniem elektrod jonoselektywnych. Z. Brzózka, W. Wróblewski Sensory Chemiczne OWPW 1999-2 Większość dostępnej literatury w języku angielskim. 4

Liczba wykonawców Badanie aktywności cytotoksycznej chemoterapeutyków wobec komórek wybranych linii nowotworowych. The studies of cytotoxic activity of chemotherapeutics on selected tumor cell lines. Dr hab. Ewa Augustin Celem pracy jest określenie aktywności biologicznej wybranych chemoterapeutyków wobec komórek nowotworowych. 1. Hodowla komórek wybranych linii nowotworowych. 2. Zamrażanie i rozmrażanie komórek nowotworowych. 3. Oznaczanie aktywności cytotoksycznej badanych chemoterapeutyków metodą MTT i SRB. 4. Porównanie wyników aktywności cytotoksycznej uzyskanych za pomocą obu zastosowanych metod badawczych. 1. R.I. Freshney. Culture of animal cells. 5th edition. Wiley-Liss, 2005. 2. E. Augustin. Wybrane aspekty hodowli komórek roślinnych i zwierzęcych. Skrypt, 2010. 1-2 osoby Dyplomant powinien wykazywać zainteresowanie tematyką biologiczną, być osobą sumienną i niezwykle dokładną w pracy eksperymentalnej. Optymalizacja warunków biosyntezy kandycydyny przez Streptomyces griseus Optimization of the biosynthesis of candicidine by Streptomyces griseus Dr inż. Piotr Szweda Celem prowadzonych badań będzie optymalizacja warunków hodowli S. griseus w celu uzyskania maksymalnej wydajności biosyntezy kandycydyny, antybiotyku o aktywności przeciwgrzybowej 1. Optymalizacja warunków hodowli promieniowców 2. Optymalizacja procesu ekstrakcji antybiotyku z płynu pohodowlanego 3. Badanie aktywności otrzymywanej kandycydyny w stosunku do wybranych gatunków drożdży z gatunku Candida spp.. Bieżące publikacje naukowe dotyczące otrzymywania i aktywności antymykotyków, np.; Gil JA, Campelo-Diez AB. (2003) Candicidin biosynthesis in Streptomyces griseus. Appl Microbiol Biotechnol. 60(6):633-42. Review. 5

Badanie aktywności przeciwgronkowcowej nanocząstek srebra i miedzi Investigation of antistaphylococcal activity of silver and copper nanoparticles Dr inż. Piotr Szweda Celem prowadzonych badań będzie ustalenie aktywności przeciwgronkowcowej (wyznaczenie parametrów MIC oraz MBC) wybranych preparatów nanocząstek srebra i miedzi. 1. Ustalenie wartości parametrów MIC (minimalne stężenie hamujące - Minima Inhibitory Concentration) oraz MBC (minimalne stężenie bakteriobójcze Minima Bactericidal Concentration) otrzymanych preparatów nanocząstek miedzi i srebra dla referencyjnych szczepów Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty) oraz Staphylococcus epidermidis (gronkowiec skórny/biały) 2. Wyznaczenie parametrów MIC i MBC 3 najbardziej aktywnych preparatów nanocząstek srebra oraz miedzi dla kolekcji klinicznych i odzwierzęcych szczepów bakterii Staphylococcus aureus (10-15 szczepów) oraz Staphylococcus epidermidis (5-10 szczepów) 3. Wyznaczenie tzw krzywej śmierci najbardziej aktywnych preparatów nanocząstek z wykorzystaniem szczepów referencyjnych Bieżące publikacje naukowe dotyczące tematyki badań, np. Chung PY, Toh Y (2014) Anti-biofilm agents: recent breakthrough against multi-drug resistant Staphylococcus aureus. Pathog Dis 70(3):231-9. Review. Literatura zgromadzona w Katedrze Technologii Leków i Biochemii, w tym przygotowywane w latach wcześniejszych prace dyplomowe magisterskie i inżynierskie. Synteza nanocząstek zostanie przeprowadzona w zespole Pani Dr inż. Anny Zielińskiej-Jurek. Ta część badań nie stanowi fragmentu powyższej pracy (Dyplomant nie będzie brał w niej udziału) 6

Dr inż. Patrycja Szumała - Nanoemulsje kolagenowe służące do szybszego gojenia ran i wygładzania blizn Nanoemulsions with collagen to accelerate healing of wounds and smoothing scars Charakterystyka i otrzymanie stabilnych nanoemulsji zawierających kolagen o różnych masach cząsteczkowych. Produkt będzie stanowił preparat, który można wykorzystać do szybszego gojenia ran, wygładzania blizn oraz poprawy kondycji skóry. 1. Zapoznanie się tematyką dotyczącą właściwości i zastosowania nanoemulsji. Na podstawie zgromadzonej literatury opracowanie części teoretycznej pracy. 2. Dobór metody otrzymywania nanoemulsji. 3. Dobór składników faz olejowej i wodnej oraz surfaktantów i kosurfaktantów. 4. Otrzymanie nanoemulsji zawierających kolagen o różnych masach cząsteczkowych. 5. Określenie stabilności otrzymanych układów. 6. Określenie właściwości reologicznych otrzymanych układów. 7. Określenie rozmiarów cząstek otrzymanych układów. 8. Określenie właściwości sensorycznych otrzymanych układów. 9. Opracowanie i analiza otrzymanych wyników doświadczeń. 1. Waller J., Maibach H., Age and skin structure and function, a quantitative approach (II): protein, glycosamino-glycan, water, and lipid content and structure, Skin Res. Technol., 2006, 12, 45 54. 2. Glinka R, Zastosowanie kolagenu aktywnego w nowych formach kosmetycznych, Polish J Cosmetol, 2007, 10, 1, 20-30. 3. Ranjit K., Kartik P., Surendra P., Nanoemulsion as potential vehicles for transdermal delivery of pure phytopharmaceuticals and poorly soluble drug, Intern J Drug Delivery, 2011, 3, 209-218. 7

Mikroemulsje jako nanonośniki białek strukturalnych. Microemulsions as nanocarriers of structural proteins. Dr inż. Patrycja Szumała - Charakterystyka i otrzymanie stabilnych mikroemulsji zawierających kolagen i elastynę. Produkt będzie stanowił nonoukład dostarczania białek strukturalnych do głębszych partii skóry i stawów. 1. Zapoznanie się tematyką dotyczącą właściwości i zastosowania mikroemulsji. Na podstawie zgromadzonej literatury opracowanie części teoretycznej pracy. 2. Dobór metody otrzymywania mikroemulsji. 3. Dobór składników faz olejowej i wodnej oraz surfaktantów i kosurfaktantów. 4. Otrzymanie mikroemulsji zawierających kolagen i elastynę. 5. Określenie stabilności otrzymanych układów. 6. Określenie właściwości reologicznych otrzymanych układów. 7. Określenie rozmiarów cząstek otrzymanych układów. 8. Określenie właściwości sensorycznych otrzymanych układów. 9. Opracowanie i analiza otrzymanych wyników doświadczeń. 1. Kim M, Song H.J., Lee S.H., Lee H.K., Comparative study of various growth factors and cytokines on type I collagen and hyaluronan production in human dermal fibroblasts, Wiley Periodicals, Inc., J Cosmetic Dermatol, 2014, 13, 44-51. 2. Muzaffar F, Singh U.K., Chauhan L., Review on microemulsion as futuristic drug delivery, Int J Pharam and Pharmaceutical Sci, 2013, 5, 39-52. 3. Kumar A, Kushwaha V, Sharman P.K., Pharmaceutical Microemulsion: formulation, characterization and drug deliveries across skin, Int J Drug Dev&Res, 2014, 1-20. 8

Oleożele jako układy przenoszenia składników aktywnych Oleogels as delivery systems for active ingredients Dr inż. Patrycja Szumała - Charakterystyka i otrzymanie stabilnych układów oleożelowych zawierających witaminy, ekstrakty roślinne i lipidy. Opracowane produkty będą stanowiły układy przenoszenia składników aktywnych dla przemysłu kosmetycznego, farmaceutycznego czy spożywczego. 1. Zapoznanie się tematyką dotyczącą właściwości i zastosowania oleożeli. Na podstawie zgromadzonej literatury opracowanie części teoretycznej pracy. 2. Dobór metod otrzymywania oleożeli. 3. Dobór składników olejowych (jadalnych olejów roślinnych) oraz substancji zagęszczających ciecze niepolarne. 4. Otrzymanie oleożeli zawierających wybrane składniki aktywne. 5. Określenie stabilności otrzymanych układów. 6. Analiza mikroskopowa otrzymanych układów. 7. Określenie właściwości sensorycznych otrzymanych układów. 8. Opracowanie i analiza otrzymanych wyników doświadczeń. 1. Molski M., Nowoczesna kosmetologia- kosmetyki, zabiegi, suplementacja, PWN, Warszawa, 2015, s. 63-109. 2. Peter M., Elias M., Structure and Function of the Stratum Corneum Extracellular Matrix, J. Invest. Dermatol., 2012, 132, 2131 2133. 3. Balasubramanian R., Sughir A., Damodar G., Oleogel: A promising base for transdermal formulations, Asian Journal of Pharmaceutics, 03, 2012. 9