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
FMF – Flexibilné magnetické vlákna: Vlastnosti a aplikácie
Flexible Magnetic Filaments: Properties and Applications
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Kopčanský Peter, CSc.
Anotácia: Pre syntézu flexibilných magnetických vlákien sú vyvinuté rôzne technológie. Patria medzi ne spájanie magnetických mikročastíc DNA, adsorpcia magnetických častíc zväzkami polyelektrolytov, extrakcia reťazcov magnetozómov z magnetotaktických baktérií a iné. Flexibilné magnetické vlákna sú zaujímavé pre aplikácie ako „samo-hybné“ mikroobjekty (pre cielený transport), mikro-mixéry (pre mikrofluidiká), rôzne senzory (mikroreológia). Budú vyvinuté numerické algoritmy s cieľom predikcie správania sa vlákien v magnetických poliach rôznych konfigurácií, vrátane algoritmov založených na dynamike kriviek, metóde Boltzmannovej mriežky a Brownovskej dynamiky. Získané numerické výsledky budú porovnávané s experimentálnymi výsledkami merania prietokových polí okolo magnetických vlákien, ich nestabilitou vzpriamenia. V dôsledku toho sa vyvinie nová technológia na meranie DLS, ktorá umožní prístup k charakteristikám translačného a rotačného pohybu reťazca ako sú magnetické mikroobjekty.
Doba trvania: 1.9.2018 – 31.12.2022
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
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

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
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