Interdyscyplinarne Środowiskowe Studia Doktoranckie "Fizyczne, Chemiczne i Biofizyczne Podstawy Nowoczesnych Technologii i Inżynierii Materiałowej " (FCB)

Schemat magnetycznej kapsuły opartej na ciekłym rdzeniu stabilizowanym amfifilowym polimerem szczepionym.

Tytuł projektu

Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Nazwa programu

Program Operacyjny Wiedza Edukacja Rozwój

Konkurs

Interdyscyplinarne Programy Studiów Doktoranckich - Interdyscyplinarne Środowiskowe Studia Doktoranckie "Fizyczne, Chemiczne i Biofizyczne Podstawy Nowoczesnych Technologii i Inżynierii Materiałowej" (FCB)

Wartość projektu

10123883 PLN na 75 beneficjentów

Wartość dofinansowania

134 895,00 PLN na jednego doktoranta

Okres realizacji projektu

od 1.09.2017 r. do 31.08.2022 r. (przedłużony do 31.10.2023)

Poznaj nasz zespół

prof. dr hab. Czesław Kapusta

prof. dr hab. Szczepan Zapotoczny

dr Joanna Odrobińska-Baliś

Zobacz efekt naszej pracy

Zdjęcie cryo-TEM magnetycznej kapsuły opartej na olejowym rdzeniu.

Rezultatem przeprowadzonych badań jest opracowanie polimerowych nośników substancji hydrofobowych umożliwiających magnetycznie sterowaną nawigację oraz kontrolowane uwolnienie, wewnątrz komórek nowotworowych, transportowanego związku. Otrzymane wyniki badań zostały zaprezentowane podczas licznych konferencji krajowych i zagranicznych oraz w publikacji (Gumieniczek-Chłopek, E., Odrobińska, J., Strączek, T., Radziszewska, A. Zapotoczny, S., Kapusta, C. Hydrophobically Coated Superparamagnetic Iron Oxides Nanoparticles Incorporated into Polymer-Based Nanocapsules Dispersed in Water. Materials 13, 1219 (2020)). Kolejna publikacja opisująca końcowy rezultat badań jest w przygotowaniu.

Otrzymany nośnik został zastrzeżony poprzez europejskie zgłoszenie patentowe „Magnetic polymer nanocapsules suitable for use in therapy, especially anti-cancer ones” (Numer zgłoszenia: EP 22461593.0).

Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?

Projekt umożliwił opracowanie nośników substancji biologicznie aktywnych, w postaci sterowalnych magnetycznie polimerowych kapsuł. Obecność nanocząstek superparamagnetycznych w strukturze układu umożliwia, poprzez zastosowanie zewnętrznego stałego i zmiennego pola magnetycznego, kontrolowane wprowadzenie kapsuły do komórki nowotworowej oraz indukowane uwolnienie enkapsulowanej substancji wewnątrz komórki rakowej. Proponowane rozwiązanie stanowi alternatywne podejście do obecnie stosowanych terapii przeciwnowotworowych, które związane są z licznymi ograniczeniami takimi jak np. problemy z utrzymaniem dawki terapeutycznej, czy uszkodzeniami zdrowych komórek. Badane kapsuły tworzono w oparciu o zjawisko samoorganizacji amfifilowych polimerów szczepionych na powierzchni kropel oleju, które stanowiły rdzeń nośnika. Otrzymany układ stworzony został w oparciu o materiały, które nie wykazywały efektu cytotoksycznego w komórkach. Ponadto rozmiar kapsuł mieścił się w zakresie poniżej 200 nm, a same układy wykazywały bardzo dobrą stabilność w czasie. Zastosowane pola magnetyczne nie przekraczały limitu biologicznego. Przeprowadzone badania w sposób jednoznaczny potwierdziły możliwość uwolnienia enkapsulowanej substancji we wnętrzu komórki nowotworowej.

Kto skorzysta z wyników projektu?

Otrzymane wyniki projektów stanowią bardzo innowacyjne i obiecujące podejście w dziedzinie leczenia chorób nowotworowych oraz innych schorzeń wymagających miejscowego podania substancji biologicznie aktywnej. Zaprezentowane badania mają charakter przełomowy oraz potwierdzają możliwość zastosowania pól magnetycznych poniżej limitu biologicznego w terapiach celowanych. Uzyskane wyniki mogą stanowić wartościowe informacje dla innych zespołów naukowych pracujących w dziedzinie celowego i kontrolowanego uwalniania substancji biologicznie czynnych, natomiast w przyszłości badania te mogą przynieść skuteczne rozwiązanie w leczeniu pacjentów cierpiących na choroby nowotworowe.