Multifunkčné kompozitné nanočastice na báze mezopórovitej siliky pre biomedicínske aplikácie

APVV-23-0097

Slovak research and development agency

2024 - 2028

Pavol Jozef Šafárik University in Košice

Šuleková Monika, RNDr., PhD. (2024: 43.48%  |  2025: 69.5%  |  2026: 69.5%  |  2027: 69.5%  |  2028: 43.48%)

120 - Chemistry, chemical technology and biotechnology

Projekt sa zaoberá návrhom, syntézou a testovaním nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice ZLATA alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy. Druhým účelom projektu je príprava materiálov na báze mezopórovitej siliky s obsahom terapeutických iónov, nanočastíc striebra alebo antibakteriálnych liečiv, ktoré budú navyše obsahovať SPION nanočastice. Takéto multifunkčné systémy by mohli byť použité ako potenciálne implantáty odolné voči bakteriálnej infekcii používané v aplikáciách regenerácie kostného tkaniva. Nevyhnutnou súčasťou projektu je biologické testovanie pripravených materiálov a to uvoľňovanie liečiv in-vitro a in-vivo na experimentálnych zvieratách. Materiály budú testované z hľadiska antibakteriálnych vlastností a cytotoxicity.

The project deals with the design, synthesis and testing of silica-based nanomaterials, which will be studied for two purposes. The first purpose is the synthesis and testing of materials that can be used for targeted, vectored transport and the subsequent release of antithrombotic drugs. The problem with antithrombotic drugs is their short half-life, thus frequent dosing is required. Such administration of antithrombotics via silica can lead to a prolongation of their half-life, uniform administration and reduction of therapeutic doses. As a carriers, mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and core@shell systems based on MSNs containing GOLD or SPION nanoparticles, will be studied. Such systems will enable the targeted administration and release of antithrombotic drugs in response to an external stimulus. Magnetic field can be used to deliver such a system with drug to the thrombotic site directly. The second purpose of the project is the preparation of materials based on mesoporous silica containing therapeutic ions, silver nanoparticles or antibacterial drugs that will additionally contain SPIONs. Such multifunctional systems could be used as a potential bacterial infection-resistant implants used in bone tissue regeneration applications. An essential part of the project is biological testing of prepared materials, namely the release of drugs in-vitro and in-vivo on experimental animals. In addition, antibacterial properties and cytoxicity of the prepared materials will be tested.