Projektová činnosť

Medzinárodné

SeNaTa – Magnetické nanoštruktúrne materiály schopné samozahrievania pre teranostické aplikácie
Self-heating magnetic nanoconstructs for theranostic applications
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kubovčíková Martina , PhD.
Anotácia: Rakovina je stále jednou z hlavných príčin úmrtia na celom svete, preto je naďalej potrebné vynakladať značné úsilie v oblasti výskumu a inovácií na nájdenie nových materiálov a metód na lepšiu diagnostiku a liečbu tohto ochorenia. Magnetické nanočastice sa javia ako veľmi sľubný materiál pre použitie v mnohých medicínskych odvetviach, napríklad v nanochirurgii sa môžu použiť na ničenie nádorových buniek zvýšením koncentrácie liečiva v cieľových bunkách v kombinácii s hypertermiou. Predkladaný projekt je zameraný na vývoj nových nanoštuktúrnych materiálov značených rádionuklidmi ako potenciálneho teranostického činidla pre rádioterapiu a diagnostiku. Prvým krokom k dosiahnutiu požadovaného cieľa bude syntéza magnetických nanoštruktúrnych materiálov (nanokonštrukt) pozostávajúcich z magnetických nanočastíc s dobrou schopnosťou samoohrevu, ktoré budú obalené rôznymi biokompatibilnými látkami vyznačujúcimi sa vhodnou bioaktivitou. Pripravené magnetické nanoštruktúrne materiály budú študované viacerými fyzikálno-chemickými metódami, bude sa sledovať ich stabilita a vhodnosť pre magnetickú hypertermiu, teda schopnosť produkovať teplo v striedavom magnetickom poli. V druhom kroku budú magnetické nanoštruktúrne materiály s najlepšími vlastnosťami značené terapeutickým 177Lu a diagnostickým 99mTh rádionuklidom, aby sa pripravili rádioaktívne magnetické nanoštruktúrne materiály pre duálnu terapiu a diagnostiku. V ďalšom kroku sa uskutoční in vitro testovanie toxicity rádionuklidmi značených magnetických nanoštruktúrnych materiálov. Pripravené magnetické nanoštruktúrne materiály značené rádionuklidmi prispejú k zlepšeniu diagnostiky a terapie rakovinových ochorení. Projekt je založený na komplexnom multidisciplinárnom prístupe, od fyziky, chémie až po biochémiu a biomedicínu. Zainteresovaní partneri majú kľúčové zručnosti, infraštruktúru a sú vysoko motivovaní k dosiahnutiu cieľov projektu.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2025
MultiFunMag – Návrh a príprava multifunkčných magnetických nanočastíc na detekciu nádorových buniek
Design and preparation of multifunctional magnetic nanoparticles for the cancer cell detection
Program: Multilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Závišová Vlasta, PhD.
Anotácia: Rakovina je druhou najčastejšou príčinou úmrtia po kardiovaskulárnych chorobách takmer vo všetkých európskych krajinách. V posledných niekoľkých desaťročiach sa rakovina lieči chirurgicky, pomocou chemoterapie a rádioterapie. Predkladaný projekt je zameraný na vývoj biokompatibilných multifunkčných magnetických nanočastíc a na hodnotenie ich diagnostického a terapeutického potenciálu pre použitie v nkológii. Prvým krokom na dosiahnutie požadovaného cieľa bude syntéza magnetických nanočastíc a funkcionalizácia ich povrchu pomocou biokompatibilných materiálov vhodných na naviazanie rádioaktívnych látok.Na optimalizáciu prípravy biokompatibilných multifunkčných magnetických nanočastíc (MNČ)sa použije viacero fyzikálnochemických metód. Súčasne sa bude študovať vhodnosť multifunkčných magnetických nanočastíc pre magnetickú rezonanciu a pre magnetickú hypertermiu. Vzhľadom na aplikačné účely biokompatibilných multifunkčných magnetických nanočastíc, sa bude sledovať biodistribúcia MNČ konjugovaných s radiomarkerom. Pripravené rádioaktívne konjugované MNČ prispejú k zlepšeniu účinnosti diagnostiky a liečby rakoviny.Kombinácia MRI, hypertermie a rádioterapie navyše predstavuje významný pokrok v liečbe rakovinových ochorení a výrazne zlepšenie prežívania onkologických pacientov. Projekt je založený na komplexnom multidisciplinárnom prístupe, od fyziky, chémie až po biochémiu a biomedicínu. Zainteresovaní partneri majú kľúčové zručnosti, infraštruktúru a sú vysoko motivovaní k dosiahnutiu cieľov projektu.
Doba trvania: 1.3.2020 – 31.12.2022
CAMBIOMN – Komplementárne analytické metódy na určenie biodistribúcie magnetických nanočastíc
Complementary analytic methods for the determination of the biodistribution of the magnetic nanoparticles
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Navrhovaný projekt je zameraný na syntézu vopred presne špecifikovaných magnetických nanočastíc akopotenciálnych kandidátov pre hypertermiu, cielený transport liečiv a chemoterapiu/rádioterapiu. Hlavnýmcieľom projektu bude následne vypracovať účinnú metodiku sledovania ich biodistribúcie v jednotlivýchorgánoch a tkanivách. Základná koncepcia projektu zahŕňa i) získať dobre definované magnetickénanočastice vhodné pre použitie v nanomedicíne; ii) charakterizovať pripravené magnetické nanočasticeza presne definovaných a reprodukovateľných podmienok, iii) rozvíjať vhodnú kombináciu analytickýchmetód na podrobnú analýzu ich biodistribúcie. V tejto súvislosti bude venovaná špeciálna pozornosťoptimalizácii postupov syntézy tak, aby pripravené magnetické nanočastice s vhodnými funkčnýmivlastnosťami poskytovali dostatočnú odozvu na vybrané analytické metódy a následné stanovenie ichbiodistribúcie. Predpokladáme, že takýto prístup bude mať za následok vypracovanie protokolu naprípravu a štúdium biodistribúcie magnetických nanočastíc pri čo najnižšej možnej koncentrácii, ktorá by vďalšom kroku mohla výrazne znížiť nežiaduce vedľajšie účinky liečby. Okrem toho, takýto projektvýznamne prispeje i) k bilaterálnej spolupráci a prenosu poznatkov medzi odborníkmi v oblasti chémie,fyziky, biológie a farmácie; ii) k optimalizácii reálnej štruktúry a štúdiu bioakumulácie pripravenýchnanočastíc; iii) k prezentácii a publikácii dosiahnutých výsledkov odbornej verejnosti; iv) k vytvoreniupodmienok pre ďalšiu spoluprácu vo vysoko atraktívnej vedeckej oblasti biofyziky/nanomedicíny.
Doba trvania: 1.1.2019 – 31.12.2021
MAGBIO – Magnetické nanokompozity pre biomedicínu
Magnetic nanocomposites for biomedicine
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Zentková Mária, CSc.
Anotácia: Multidisciplinárny projekt je venovaný príprave a charakterizácii magnetitových a manganitových magnetických nanokompozitov s aplikačným potenciálom pre hypertermiu. Magnetické nanočastice pripravené viacerými spôsobmi budú funkcionalizované metódami povrchovej chémie. Na hotových magnetických kompozitoch bude meraný tepelný ohrev v prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa, ktorého frekvencia a amplitúda budú spĺňať Brezovichove kritérium.
Doba trvania: 15.2.2019 – 31.12.2021
Nanoradiomag – Vývoj a príprava rádionuklidmi značených magnetických nanočastíc dispergovaných vo vodnom prostredí.
Development and production of water-dispersible radionuclide labeled magnetic nanoparticles
Program: EUREKA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Cieľom navrhovaného projektu EUREKA je vývoj a výroba magnetických nanočastíc (MNC) ako dôležitých látok pre použitie v diagnostike (kontrastné látky v NMR) a pre pokročilé predklinické štúdie liečby nádorových ochorení. Vzhľadom na multifunkčnosť MNC možno uvažovať o viacerých spôsoboch ich využitia. Vďaka tomu sa projekt zameriava na tri hlavné oblasti: i) Syntéza MNC pre aplikácie v liečbe rakoviny pomocou magnetickej hypertermie; ii) označenie MNC rádionuklidmi s cieľom zaviesť duálnu terapiu nádorových ochorení (terapia rádionuklidmi v spojení s magnetickou hypertermiou); iii) včasná a správna diagnostika nádorových ochorení použitím MNC ako kontrastných látok. Projektové aktivity sú zamerané na: i) syntézu MNC s optimálnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami; ii) naviazanie rádionuklidov do ich štruktúr; iii) funkcionalizácia povrchov pripravených MNC a iv) in vitro / in vivo testovanie biologických účinkov MNC a ich optimalizáciu s cieľom dosiahnuť ich maximálnu účinnosť a konkurencieschopnosť ich potenciálnej výroby.
Doba trvania: 1.1.2018 – 31.12.2020
NANOUPTAKE – Prekonanie bariiér pre komerčné využitie nanokvapalín (NANOUPTAKE)
Overcoming Barriers to Nanofluids Market Uptake ( NANOUPTAKE)
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Timko Milan, CSc.
Anotácia: Nanokvapaliny sú definované ako kvapaliny obsahujúce nanometrové nanočastice so zvýšeným efektom prenosu tepla. Nanočastice zlepšujú efektívne výmenu tepla a uchovávanie tepelnej energie. Hlavným cieľom a zámerom projektu NANOUPTAKE COST Action je vytvorenie siete výskumných, vývojových a inovatívnych inštitúcií a kľúčových industriálnych partnerov na vývoj a rozvoj využitia nanokvapalín ako pokročilých materiálov pre prenos tepla a uchovávania tepelnej energie pre zvýšenie účinnosti tepelnej výmeny a systémov na zálohovanie energie. Jedná sa o vývoj a zvládnutie prípravy nanokvapalín a charakterizácie ich vlastností, aby bolo dosiahnuté zvýšenie efektívnosti prenosu základných vedeckých poznatkov do systému priemyselného využitia, aby sa umožnilo prekonať prekážky, ktoré teraz bránia tomuto primeranému transféru. Vzhľadom na zložitosť tohto cieľa, synergiu možno dosiahnuť len v dlhšom časovom rámci, a to prostredníctvom spoločných pracovných stretnutí, spoločných publikácií, spoločného výskumu v rámci Horizontu 2020 a výmene poznatkov s inými výskumnými skupinami v rámci iných COST Akcií.
Web stránka projektu: http://www.cost.eu/COST_Actions/ca/CA15119
Doba trvania: 19.4.2016 – 18.4.2020
Teoretické a experimentálne štúdium orientačných, magneto-optických a dielektrických vlastností kompozitov kvapalných kryštálov dopovaných magneticckými časticami.
Theoretical and experimental studies of orientational, magneto-optical and dielectric properties of composite liquid crystals filled with magnetic particles.
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2019
RADIOMAG – Multifunkcionalizované nanočastice pre magnetickú hypertermiu a nepriamu radiačnú
Multifunctional Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia and Indirect Radiation Therapy
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Cieľom celého projektu je spojiť a organizovať výskum jednotlivých členských skupín spolupracujúcich na riešení projektu, aby účelným spôsobom poskytli lekárom prístup k novej experimentálnej liečbe kombinujúcej magnetickú hypertermiu a rádioterapiu, ako aj určovanie budúcich cieľov pri hodnotení dosiahnutých výsledkov výskumu. Dôležitá je spätná väzba medzi jednotlivými pracovnými skupinami. Očakáva sa, že výstupy týchto výskumných skupín vyústia do súhrnu osvedčených postupov pre magnetickú hypertermiu. RADIOMAG bude vytvárať nové a posilní existujúce synergie medzi technickým rozvojom nových liečebných postupov (kombinácia cielenia, rádioterapie a magnetickej termoterapie) a vývojom nových biokompatibilných obalov, aby sa dosiahol prelom v klinických aplikáciách magnetickej hypertermie. Vzhľadom na zložitosť tohto cieľa, synergiu možno dosiahnuť len v dlhšom časovom rámci, a to prostredníctvom spoločných pracovných stretnutí, spoločných publikácií, spoločného výskumu v rámci Horizontu 2020 a výmene poznatkov s inými výskumnými skupinami v rámci iných COST Akcií (napríklad TD1004, TD1205).
Web stránka projektu: http://www.cost-radiomag.eu/
Doba trvania: 13.11.2014 – 12.11.2018
MACOSYS – Magneticky aktívne anizotrópne kompozitne systémy
Magnetically active anisotropic composite systems
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Projekt je venovaný základnému výskumu anizotrópnych materiálov citlivých na magnetické pole. Cieľovými materiálmi sú kompozitné systémy nazývane feronematika (nematické kvapalné kryštály dopované sférickými, tyčinkovitými, retiazkovitými magnetickými nanočasticami alebo uhlíkovími nanorúrkami funkcionalizovanými magnetickými časticami) a previazané kvapalno-kryštalicke polyméry (elastomery) dopovedané nanočasticami.Ciele projektu sú:- štúdium optickej a dielektrickej odozvy týchto materiálov na nízke magnetické polia- preskúmať aké podmienky ovplyvňujú túto odozvu (naložené magnetické pole, ukotvenie molekúl kvapalného kryštálu na nanočastice) – prispieť k lepšiemu pochopeniu hlavných problémov vo feronematikach: procesy agregácie- zvýšiť posun magnetickým poľom indukovaného prechodu z izotrópnej do nematickej fázy v novom type feronematik- pripraviť nove typy kvapalnych kryštálov s bananovými atyčinkovými molekulami- pripraviť mezogenické previazané kompozitné systémy citlivé na magnetické pole.- teoretický popis štruktúrnych prechodov vo feronematikách- realizácia počítačových simulácii na modelovanie procesov vo feronematikách.
Doba trvania: 1.9.2013 – 31.8.2016
Nanoparticles in anisotropic soft matter
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2015
MAGIC – Magneticky aktívne anizotrópne kvapaliny
Magneticlally active anisotropic fluids
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Doba trvania: 1.2.2009 – 31.12.2010

Národné

Funkcionalizované magnetické nanočastice pre MRI zobrazovanie distribúcie liečiva v pľúcach pri experimentálnom syndróme akútnej respiračnej tiesne (ARDS)
Functionalized magnetic nanoparticles for MRI imaging of drug distribution in the lungs in experimental acute respiratory distress syndrome (ARDS)
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na syntézu a funkcionalizáciu magnetických nanočastíc pre MRI zobrazovanie distribúcie liečiva N-acetylcysteín v pľúcach pri experimentálnom syndróme akútnej respiračnej tiesne (ARDS). Prvým krokom bude príprava konjugátu pozostávajúceho z magnetických nanočastíc modifikovaných funkčnými skupinami vhodnými na konjugáciu liečiva. Funkcionalizácia častíc a konjugácia liečiva sa bude optimalizovať a študovať fyzikálno-chemickými metódami akými sú napr. UV/Vis a IČ spektroskopia, mikroskopia, kalorimetria či magnetické merania. V ďalšej fáze bude konjugát analyzovaný pomocou MRI a porovnaný s vlastnosťami komerčne dostupných MRI kontrastných látok. V treťom kroku sa vytvorí relevantný model ARDS a pripravené magnetické nanočastice s naviazaným liečivom budú aplikované do pľúc. Následne sa budú zobrazovaťpomocou optimalizovaných MRI techník s cieľom študovať priestorovú distribúciu liečiva v pľúcach pri ARDS.Výstupy projektu majú priamy aplikačný potenciál pre klinickú prax.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2026
NANOVIR – Nanočastice pre riešenie diagnosticko-terapeutických problémov s COVID-19 (NANOVIR)
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a inovácie
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Závišová Vlasta, PhD.
Anotácia: Projekt NANOVIR prispeje k zvýšeniu účasti slovenských výskumných inštitúcií v medzinárodných výskumných projektoch zameraných na boj proti pandémii vyvolanej ochorením COVID-19 formou podpory bilaterálnej medzinárodnej vedeckej spolupráce s Aix-Marseille University, Francúzsko. Predmetom výskumu projektu je riešenie diagnosticko-terapeutických problémov ochorenia COVID-19 s využitím magnetických nanočastíc. Projekt sa zaoberá prípravou, vývojom a ladením vlastností magnetických nanočastíc pre efektívnejšiu izoláciu vírusovej RNA z balastu komplexnej klinickej vzorky. Magnetické nanočastice budú povrchovo a štruktúrne modifikované tak, aby sa dosiahla ich lepšia účinnosť pri separácii. Kvalita pripravených nanočastíc bude overená izoláciou vírusovej RNA pre detekciu rôznych RNA vírusov metódou RT-qPCR. Súčasne bude vyvinutý aj postup na kontrolu kvality odoberaných sterov s využitím izolácie bunkovej DNA a jej detekcie vo vzorke s PCR dôkazom celulárneho génu. Druhou výskumnou aktivitou projektu NANOVIR je pohľad na pandémiu COVID-19 z terapeutického hľadiska, keď core-shell magnetické nanočastice obalené pórovitou SiO2 budú použité ako nosič antivirotík Remdesivir, Favipiravir alebo Pacritinib a bude sledovaný vplyv takýchto systémov s predlženým účinkom na viabilitu a metabolickú aktivitu buniek v in vitro prostredí ako aj v živom organizme v in vivo prostredí. Projekt je riešený v spolupráci partnerských výskumných inštitúcií žiadateľa, UPJŠ a partnerov, UVLF a ÚEF SAV na území Košického samosprávneho kraja (KSK) a prispeje k tvorbe konzorcií pre riešenie multidisciplinárnych problémov medzi prioritnými oblasťami a k rozvoju existujúcich univerzitných vedeckých parkov a výskumných centier pri UPJŠ, UVLF a ÚEF SAV vo väzbe na priority RIS3 SK. Projekt predpokladá rozšírenie výskumnej a inovačnej infraštruktúry a kapacít na rozvoj excelentnej vedy a príspevok k hospodárskemu rastu v RIS3 špecializácii Zdravie obyvateľstva a zdravotnícke technológie.
Web stránka projektu: https://websrv.saske.sk/uef/veda-a-vyskum/projekty-v-ramci-opvai/nanovir/
Doba trvania: 3.3.2021 – 30.6.2023
BIOVID-19 – Vývoj biomodelov pre zlepšenie hodnotenia účinnosti liekov a látok, ktoré majú potenciál pri liečbe COVID-19 (BIOVID-19)
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a inovácie
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Napriek tomu, že štúdie s vakcínami proti COVID-19 sú v súčasnosti dobre rozpracované, stále existuje naliehavá potreba nájsť ďalšie terapeutické možnosti a tonajmä s cieľom postihnúť komplikácie vyplývajúce z vírusovej infekcie, najmä dysregulovanú imunitnú odpoveď a systémové komplikácie spojené s progresiouCOVID-19. Testovanie terapeutických možností je však značne obmedzené, pretože doposiaľ žiadny zvierací model plne nereprodukuje kľúčové znaky závažnejformy ochorenia COVID-19. Cieľom projektu je preto vyvinúť animálny model pre zlepšenie hodnotenia účinnosti liekov identifikovaných ako látky, ktoré majú potenciál pri liečbe COVID-19. Využijeme na to súčasné poznatky o tomto ochorení, ale hlavne nálezy získané zo vzoriek pacientov, ktorí umreli v priamej súvislostis infekciou COVID-19. Na vyvinutom modeli otestujeme aktuálne najvhodnejšiu liečbu. CEM SAV má bohaté skúsenosti s vývojom a charakterizáciou nových modelov.
Web stránka projektu: https://websrv.saske.sk/uef/veda-a-vyskum/projekty-v-ramci-opvai/biovid-19/
Doba trvania: 29.6.2021 – 30.6.2023
Funkcionalizácia magnetických nanočastíc na detekciu rakovinových buniek
Functionalization of magnetic nanoparticles for cancer cell detection
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na prípravu magnetického biokomplexu, ktorý špecificky vyhľadá rakovinovébunky, prenikne do ich štruktúry a umožní lepšie zobrazovanie postihnutých oblastí napr. pomocou magnetickejrezonancie (MRI). Prvým krokom na dosiahnutie požadovaného cieľa bude syntéza magnetických nanočastíc afunkcionalizácia ich povrchu rôznymi aminokyselinami. Na optimalizáciu funkcionalizácie nanočastíc budúpoužité viaceré fyzikálno-chemické metódy (spektroskopické, mikroskopické, magnetické, kalorimetrické a iné).Zároveň budeme študovať vhodnosť použitia modifikovaných nanočastíc na zobrazovanie v magnetickejrezonancii. Ďalším krokom bude konjugácia špecifickej protilátky na funkcionalizované magnetické nanočastice(biokomplex) a skúmanie interakcie biokomplexu s bunkami imunochemickými metódami. Vzhľadom naaplikačné účely magnetických nanočastíc bude jedným z našich cieľov preskúmať aj vplyv pripravenýchmagnetických biokomplexov a magnetickej hypertermie na viabilitu buniek.
Doba trvania: 1.1.2019 – 31.12.2022
Makroskopicky anizotrópne kompozity na báze kvapalnych kryštálov a magnetických nanočastíc
Macroscopic anisotropic composites based on liquid crystals and magnetic nanoparticles
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Tomašovičová Natália, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt je zameraný na základný výskum kompozitných materiálov zložených z kvapalnýchkryštálov a rôznych magnetických nanočastíc. Kombinácia anizotrópnych vlastnosti kvapalných kryštálov s magnetickými vlastnosťami nanočastíc umožňuje pripraviť kompozity s unikátnymi magnetickými a optickými vlastnosťami, ktoré jednotlivé zložky same o sebe nevykazujú. Navrhované experimenty sa zameriavajú nazvýšenie citlivosti týchto kompozitných systémov (ktoré sú v kvapalnom stave) na magnetické pole a pripraviť materiály s unikátnymi dielektrickými, magnetickými a optickými vlastnosťami. Hlavným cieľom projektu je ovplyvniť citlivosť týchto anizotrópnych systémov na vonkajšie magnetické pole pridaním vhodných magnetických nanočastíc a urobiť pokrok pre ich potenciálnu aplikáciu v rôznych magneto-optických alebo dielektrických zariadeniach, napríklad ako senzorov nízkych magnetických polí alebo ako svetelná clona.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2020
MVISION – Nanočastice v anizotrópnych systémoch
Nanoparticles in anisotropic systems
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt je venovaný štúdiu komplexných anizotrópnych systémov na báze klasických termotrópnycha lyotropných (biologických) kvapalných kryštálov. Kvapalné kryštály predstavuju jedinečný druh kvapaliny, ktorása vyznačuje anizotrópiou. Štrukturalizačné procesy v týchto systémoch hrajú rozhodujúcu úlohu z hľadiskazákladného ale aj aplikovaného výskumu. Hlavným cieľom projektu je ovplyvniť citlivosť vyššie spomínanýchanizotrópnych systémov na vonkajšie magnetické pole, čo sa zabezpečí dodaním vhodných magnetickýchnanočastíc a tým umožniť ich aplikácie v magneto-optických zariadeniach.
Doba trvania: 1.7.2016 – 31.12.2020
Interakcia magnetických kvapalín s elektromagnetickým poľom
Interaction of magnetic fluids with electromagnetic field
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Timko Milan, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude zaoberať štúdiom magnetických princípov mechanizmu ohrevu – hypertermie v systéme magnetických nanočastíc, vzhľadom na spôsob prípravy, rozmeru a rozmerovej distribúcie a magnetických vlastností. Okrem bežne používaných biokompatibilných sférických nanočastíc, budú predmetomaj doteraz celkom nepreskúmané špeciálne pripravené magnetozómy a magnetoferitín obsahujúci sférické nanočastice magnetitu. Získané skúsenosti pre dosiahnutie vysokého špecifického výkonu ohrevu umožníaplikovanie nanočastíc pri liečeni nádorov v biomedicíne. Ďalej budú študované tieniace účinky (absorbcia a odraz) magnetických kvapalín na báze transformátorových olejov, ktoré môžu popri jedinečných chladiacich a izolačných lastnostiach vykazovať aj charakteristiky spoľahlivého tienenia pre elektromagnetické zariadenia.Skúmaná bude tiež radiačná stabilita magnetických kvapalín v elektromagnetických poliach a iných typoch ožiarenia.
Doba trvania: 1.1.2016 – 31.12.2019
GONanoplatform – Grafénová nanoplatforma na detekciu rakoviny
Graphene-based nanoplatform for detection of cancer
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Tento projekt odráža aktuálny technologický pokrok ako aj nové možnosti aplikácií senzorov na báze grafénu vbiomedicine. Medzi naše hlavné ciele patrí návrh a vývoj grafén-oxidovej multifunkčnej nanoplatformy (GO-MFN)pre detekciu nádorových buniek. V prvom kroku plánujeme prípravu grafén-oxidových nanovrstiev vhodnejveľkosti funkcionalizovaných protilátkou. Pre detekciu rakovinových buniek pripravíne GO-MFN veľkosti 100 nm,ktorá je schopná interakcie s jedinotlivými bunkami. Magnetické nanočastice, ktoré budú naviazané na GO-MFNumožnia detekciu v hĺbke tkanív pomocou nukleárnej magnetickej rezonancie. Stupeň oxidácie GO, typfunkčných skupín, optimálna funkcionalizacia kovalentným naviazaním monoklonálnych protilátok amagnetických nanočastíc, sú najdôležitejšie technologické kroky. Analýza základných interakcií vzťahujúcich sak detekcii rakoviny bude uskutočnená in vitro na 2D a 3D modeloch buniek až do štádia funkčného prototypu,ktorý bude priamo použiteľný pre laboratórne a predklinické testovanie. Interakcie GO-MFN s membránou bunkya s vnútrom bunky sa budú analyzovať na úrovni subcelulárneho rozlíšenia. Takýto prístup prinesie originálnepoznatky a detailné porozumenie procesu detekcie rakoviny, čo je dôležité pre optimalizáciu citlivosti detektora.Detekcia biomolekúl kovalentne naviazaných na GO-MFN sa bude snímať v reálnom čase pomocou niekoľkýchtechník.Projekt je založený na komplexnom multidisciplinárnom prístupe, od fyziky a chémie až po biomedicínu, akombinuje špičkovú vedu a najsofistikovanejšie nano a bio-inžinierstvo. Zúčastnení partneri disponujú kľúčovýmipoznatkami, zručnosťami a infraštruktúrou, protilátkami a nádorovými modelmi, a sú vysoko motivovanídosiahnuť ciele projektu.
Doba trvania: 1.7.2015 – 30.6.2019
NANOSIMKA – Účinok nanoenkapsulovaného simvastatínu na kardiovaskulárny systém pri experimentálnom metabolickom syndróme
Effects of nanoencapsulated simvastatin on cardiovascular system in experimental metabolic syndrome
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Závišová Vlasta, PhD.
Anotácia: Vysoká hladina cholesterolu v krvi zvyšuje riziko výskytu srdcových a cievnych ochorení. Simvastatín znižujetvorbu cholesterolu v pečeni a znižuje tak hladinu cholesterolu v krvi. Dlhodobé užívanie statínov sa však spája svýskytom nežiaducich účinkov, ktoré sa zvyšujú so zvyšovaním ich dávky. Medzi predpokladané mechanizmyvzniku nežiaducich účinkov statínov patrí hlavne blokovanie endogénnej syntézy CoQ10 – základného kofaktorapre syntézu ATP a paradoxne aktivácia PCSK9 – enzýmu dôležitého pre syntézu LDL-cholesterolu. Cieľomprojektu je zvýšiť biodostupnosť simvastatínu v pečeni, znížiť tak jeho dennú dávku, zabrániť zníženiu hladinyCoQ10 a blokovať aktiváciu PCSK9. Pre dosiahnutia tohto cieľa pripravíme, otestujeme a aplikujemenanoenkapsulovaný simvastatín, ktorý budeme podávať súčasne s nanoenkapsulovaným CoQ10 resp.inhibítorom PCSK9, alebo v polymére s antioxidačnými vlastnosťami. Týmto sa zabezpečí jeho cielený transportdo pečene súčasne s CoQ10, inhibítorom PCSK9, alebo za súčasného zvýšenia antioxidačnej kapacity. Projektpomôže odhaliť mechanizmy zodpovedné za rozvoj nežiaducich účinkov simvastatínu. Navyše, v prípade úspešných výsledkov sa tak odkrýva nová možnosť využitia nanonosičov pri liečbe metabolických a kardiovaskulárnych ochorení.
Doba trvania: 1.7.2015 – 30.6.2019
Citlivosť kvapalných kryštálov s nanočasticami na vonkajšie magnetické pole
Sensitivity of liquid crystals containing nanoparticles to external magnetic field
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude sa bude zaoberať štúdiom kompozitných systémov kvapalných kryštálov s nanočasticami hlavne magnetickými s cieľom ovplyvniť citlivosť týchto kompozitných systémov na vonkajšie magnetické pole. Predmetom štúdia budú nové doteraz nepreskúmané typy kvapalných kryštálov s tzv. banánovými molekulami ako aj tradičné kalamitické kvapalné kryštály s tyčinkovitými molekulami. Bude preskúmaný tiež vplyv nanočastíc na fázový prechod z izotrópnej do nematickej fázy vo vonkajšom magnetickom poli a očakáva sa indukovanie tohto fázového prechodu pomocou magnetického poľa. Tiež bude študovaná odozva spomínaných systémov na slabé magnetické pole (do 0,1T), čo v princípe môže viesť k novým magneto-optickým aplikáciam, ako je napríklad mapovanie magnetického poľa.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2016
Štrukturalizačné javy v samousporiadajúcich štruktúrach proteínov ovplyvňované nanočasticami
Structure-forming phenomena in self-assembly structures of proteins influenced by nanoparticles
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Hlavným cieľom projektu je štúdium a objasnenie interakcie nanočastíc s proteínmi. Konkrétne pôjde o hľadaniekorelácie medzi rozmerom, tvarom, povrchovým nábojom a magnetickým momentom nanočastíc a schopnosťouovplyvňovať štrukturalizačné javy proteínov. Štruktúrne zmeny proteínov a proteínová agregácia sú v poslednomobdobí stredobodom záujmu, pretože zohrávajú významnú úlohu pri chorobách postihujúcich veľkú časťpopulácie. Tieto onemocnenia často vznikajú v dôsledku zlyhania funkcie proteínov, čo je spôsobené ichnesprávnym zbalením (napr. cystická fibróza, skleróza multiplex) alebo zhlukovaním proteínových molekúl došpecifických, vysoko organizovaných samousporiadajúcich štruktúr proteínov (amyloidných agregátov).
Doba trvania: 1.1.2012 – 31.12.2015
METAMYLC – Štrukturalizačné javy v systémoch s nanočasticami
Structuralization phenomena in systems with nanoparticles
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Štrukturalizačné javy hrajú kľúčovú úlohu jednak v základnom ako aj aplikovanom výskume. Predkladaný projekt je zameraný na štúdium vplyvu nanočastíc na štrukturálne javy v rôznych systémoch ako aj štrukturalizácie samotných nanočastíc. Na štúdium týchto efektov budú syntetizované špeciálne druhy nanočastíc. Hlavnym cieľom projektu je štúdium vplyvu nanočastíc na štrukturalizačné javy v dvoch rôznych systémoch a to v kvapalnych kryštáloch a amyloidnych štruktúrach. V prvom systéme, magnetické nanočastice umožňujú zvýšiť citlivosť kvapalných kryštálov na externe magnetické pole. V amyloidnych štruktúrach nanočastice výrazne ovplyvňujú amyloidnu agregáciu proteinov, ktorá je zodpovedná za amyloidne choroby ako sú Alzheimher, Parkinson a Dibetes II. Pripravené nanočastice budú tiež použité pri budovaní 3D štruktúr (tzv. metamaterialov), t.j. systémov s nezvyčajnými fyzikálnymi vlastnosťami ako je napríklad negatívny index lomu.
Doba trvania: 1.5.2011 – 31.10.2014
NANOALIS – Účinok aliskirénu viazaného na nanočastice pri experimentálnej hypertenzii
The effect of aliskiren loaded nanoparticles in experimental hypertension
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Renín-proteázový enzým, katalyzuje konverziu angiotenzinogénu na angiotenzín I a preto je možnýmoptimálnym miestom na inhibíciu celého renín-angiotenzín-aldosterónového systému (RAAS).Aliskirén-prvý predstaviteľ z triedy renínových inhibítorov je pomerne účinný a vysoko špecifický.Použitie aliskirénu v praxi je však limitované jeho nízkou biodostupnosťou.Cieľom projektu je znížiť degradáciu a zvýšiť biodostupnosť inhibítora renínu-aliskirénu a zabezpečiť jeho maximálny účinok na štruktúru a funkciu obličiek.Týmto sa docieli efektívne zníženie krvného tlaku inhibíciou prvotného spúšťaca aktivácie RAAS.Pre dosiahnutie tohto cieľa pripravíme, aplikujeme a otestujeme nanoenkapsulovaný aliskirén (nanoalis) a magnetický nanoalis, ktorý súčasne bude obsahovať magnetickú kvapalinu. Pokiaľ nanokapsulácia zabezpečí zníženie degrability, zvýšenie biodostupnosti a teda efektivity liečby, magnetizácia dodá aliskirénu schopnosť cielenej priamo do miesta tvorby renínu-do obličiek. Týmto spôsobom sa nielenže zabezpečí efektívnejšie zníženie krvného tlaku, ale aj ochrana funkcie a štruktúry obličiek pred nadmernou produkciou renínu. V prípade úspešných výsledkov sa tak odkrýva nová možnosť využitia nanonosičov aj pri liečbe hypertenzie a iných kardiovaskulárnych ochorení s možnosťou cielenej ochrany orgánov.
Doba trvania: 1.5.2011 – 31.10.2014
Dobudovanie centra pre kooperatívne javy a fázové prechody v nanosystémoch s pespektívou využitia v nano- a biotechnológiách
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Doba trvania: 1.4.2010 – 31.3.2013
Vplyv rôznych nanočastíc na štruktúrne prechody vo feronematikách a na dielektricke vlastnosti magnetických kvapalín
Influence of different nanoparticles on the structural transitions in ferronematics and dielectric properties of magnetic fluids
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude zaoberať štúdiom niektorých procesov v systémoch obsahujúcich nanočastice, konkrétne sú to magnetické kvapaliny a kvapalné kryštály. Prvá časť projektu je venovaná kvapalným kryštálom dopovaným magnetickými časticami rôzneho tvaru (sféricke, retiazkovité, tyčinkovité) a rôznymi druhmi nanočastíc (magnetit, CoZnFeO, nové atraktívne zlaté a strieborne častice) s cieľom ovplyvniť ich vlastnosti (optické, dielektrické) vo vonkajšom magnetickom poli. Druhá časť projektu je venovaná štúdiu dielektrických vlastností, čiastkových výbojov a jednosmerného astriedavého dielektrického preskoku v nových magnetických kvapalinách na báze transformatorového oleja s nanočasticami ako v prípade kvapalných kryštálov s ohľadom na ich aplikáciu vo výkonových transformátoroch.
Doba trvania: 1.1.2009 – 31.12.2012
Vývoj tecnologických postupov magnetických kvapalín pre biomedecínske účely
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Doba trvania: 1.1.2010 – 30.6.2012
SIPS – Vedecký inkubátor pre žiakov a študentov
Scientific Incubator for Pupils and Students
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Zentková Mária, CSc.
Anotácia: Projekt Vedecký inkubátor žiakov a študentov je pokusom o pozitívne ovplyvnenie názorov verejnosti na úlohu chémie a fyziky v živote našej spoločnosti. Rozmanitosť cieľových skupín projektu sa odráža aj v hlavných aktivitách projektu, ktoré zahŕňajú činnosti ako úprava kurzov základnej fyziky pre rôzne vekové kategórie od škôlky po gymnázia, realizáciu študentských experimentov na pôde vedeckých inštitúcií, študentské konferencie a program pre učiteľov.
Doba trvania: 1.10.2006 – 31.12.2009
Cielený transport protinádorových liečiv prostredníctvom magneticky značených nanosfér
Targeted transport of anticancer drugs in magnetically labelled nanoparticles
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Koneracká Martina, CSc.
Anotácia: Cieľom projektu je vývoj a hodnotenie nových nosičov protinádorových liečiv s využitím mechanizmu cieleného transportu. Biodegradovateľné nanosféry na báze komerčne dostupných polymérov obsahujúce protinádorové liečivo budú pripravené a charakterizované s cieľom zvýšiť množstvo lieku v cieľovom mieste, predĺžiť cirkulačný čas a redukovať vedľajšie účinky. Zámerom projektu je vyvinúť a charakterizovať nové magneticky značené nanosféry za účelom lokalizácie v definovanom mieste organizmu s využitím externého magnetického poľa. Metodologicky projekt rieši prípravu nanosfér, zabudovanie a hodnotenie účinnosti zabudovania liečiva do nanosfér, hodnotenie protinádorovej aktivity nanosfér s liečivom in vitro a in vivo, konštrukciu a hodnotenie účinnosti cieleného transportu na zvieracích modeloch. Nová aplikačná forma bude hodnotená aj z hľadiska bezpečnosti.
Doba trvania: 1.5.2006 – 1.7.2009
Štúdium niektorých fyzikálnych procesov v systémoch obsahujúcich magnetické nanočastice v elektromagnetickom poli
The study of some physical processes in systems containing magnetic nanoparticles in electromagnetic field
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Doba trvania: 1.1.2006 – 31.12.2008