Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost
- Članica UL: UL Fakulteta za strojništvo
- Šifra projekta: L2-7550
- Naslov: Nano strukturirani vlaknasti materiali za ciljno depozicijo zdravilnih učinkovin, izdelani z electrospinningom
- Trajanje: 01.03.2016 – 28.02.2019
- Letni obseg: 1,45 FTE
- Vodja: prof. dr. Igor Emri
- Veda: Tehniške vede
- Sodelujoče RO: Povezava
- Sestava projektne skupine: Povezava
- Bibliografske reference: Povezava
Vsebinski opis projekta
Projekt obravnava vzpostavitev postopka electrospininga z uporabo brezigelne tehnologije za izdelavo kontejnejrjev iz bimodalnega poliamida 6, ki bodo uporabljeni za dostavo zdravil v človeškem telesu. Ta pristop uporablja polimerna nano-vlakna narejena s postopkom elektrospininga, ki predstavlja nosilni material za zdravilne učinkovine in jih je mogoče uporabiti za ciljno kemoterapijo lokaliziranih tumorjev in za podaljšano sproščanje zdravil v primeru kroničnih bolezni. Možnost nadzora hitrosti sproščanja zdravila je ključni dejavnik predlaganega pristopa, ki ga je mogoče doseči s pomočjo spreminjanja porazdelitve velikosti por membran in hitrostjo razgradnje polimera.
Hitrost biorazgradljivosti in njen vpliv na porazdelitev velikosti por (PSD) sta odvisni od kemične sestave polimera in njegove strukture. Patentiran biokompatibilni multimodalni poliamid 6 je bil izbran za namen tega projekta zaradi njegove izjemne kompatibilnosti, oz. izjemno visoke občutljivosti na hitrost deformacije, spremembo temperature in tlaka med procesom izdelave. Te lastnosti omogočajo formiranje gradientne strukture trdnega materiala s pomočjo procesa brizganja, kot tudi gradientnih nano-vlaken, proizvedenih z elektrospinnig postopkom. V tem primeru bo hitrost vlečenja polimerne raztopine v elektrostatičnem polju vplivala na strukturo vlaken, ki posledično neposredno vpliva na stopnjo biorazgradljivosti.
Porazdelitev velikosti por (PSD) je odvisna samo od tehnološkega procesa elektrospininga, katerega vzpostavitev predstavlja cilj predlaganega projekta. PSD je odvisna od premera vlaken, debeline membrane in njene gostote, ki posledično določajo parametre proizvodnega procesa (sestava raztopine, pogoji zraka,…).
V skladu s tem je cilj predlaganega projekta ugotoviti korelacijo med premerom vlaken in debelino membrane, ki vplivata na velikost por in distribucijo velikosti por, obenem pa na procesne parametre postopka elektrospinninga na primeru multimodalnega poliamida 6. V sklopu projekta bo raziskana sestava raztopine, njene viskoznosti, električne prevodnosti in površinske napetosti, vpliv elektrostatičnega polja na elektrospinning proces, ter kakovost in premer izdelanih vlaken. Izdelani bodo materiali z različno porazdelitvijo velikosti por, premerom vlaken, ter debelino membran, učinkovitost vseh pa bo potrjena s pomočjo testov difuzije na modelnih zdravilih.
Faze projekta in njihova realizacija
Projekt je sestavljen iz dveh glavnih delovnih sklopov, prvi se osredotoča na nadzorovan proces elektrospininga in pripravo materialov z želenimi lastnostmi, medtem ko se drugi sklop osredotoča na korelacijo med porazdelitvijo velikosti por pripravljenih materialov in njihovo prepustnost za primer modelnih zdravilnih učinkovin ali hranil z znano velikostjo molekul.
Delovni sklopi so sestavljeni iz naslednjih delovnih nalog katere bodo pojasnjene v nadaljevanju:
WP1. Vzpostavitev postopka elektrospininga
WT 1.1. Priprava raztopin različnih koncentracij
WT 1.2. Določitev okna elektrospininga
WT 1.3. Oblikovanje membran z različnimi porazdelitvami velikosti por
WP2. Korelacija med meritevami porazdelitve velikost por in prepustnostjo za primer modelnih zdravilnih učinkovin
WT 2.1. Izbor modelnih zdravilnih učinkovin
WT 2.2. Test z difuzijsko komoro
Dodatne aktivnosti:
- Vzpostavitev postopka priprave PA6 folij z metodo zamenjave fiznih stanj
- Teste permeabilnosti pripravljenih membran