Témy doktorandského štúdia
Ústav polymérov SAV, v. v. i.
Názov témy
Polymérne mikrosféry so zlepšenou stabilitou a biokompatibilitou pre enkapsuláciu pankreatických ostrovčekov v liečbe cukrovky.
Program DŠ
Fyzikálna (Makromolekulová) chémia
Rok prijímania
2024
Meno školiteľa/-ky
Ing. Igor Lacík, DrSc.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU
Stručná anotácia
Cieľom inzulínovej terapie v liečbe cukrovky je dosiahnuť kontrolu hladiny cukru podobnú tej, ktorá sa dosahuje natívnym pankreasom. Pokrok v tejto oblasti je videný v súčasných možnostiach merania cukru a dávkovania inzulínu. Napriek tomu sa očakávaná glykemická kontrola dosahuje len u malej populácie diabetických pacientov. Súčasné prístupy ku zlepšeniu tohto stavu predstavujú automatické dávkovanie inzulínu a bunková terapia.
Táto dizertačná práca sa zaoberá prípravou stabilných hydrogélov na báze polysacharidov, kde hydrogélová sieť je stabilizovaná interakciami dvojakého typu, t.j. reverzibilnými nekovalentnými a kovalentnými väzbami. Výsledné hydrogély by ako implantovateľné polymérne systémy mali mať vlastnosti, ktoré ich predurčujú na ochranu transplantovaných buniek voči imunitnému systému. Stratégia duálneho sieťovania by mala zlepšiť mechanickú a chemickú odolnosť iónovo sieťovaných hydrogélov v in vivo prostredí. Súčasťou tejto PhD práce je syntéza polysacharidov, ktoré budú biokompatibilné a vhodné pre iónové a klik zosieťovanie a to tak, že do hlavného reťazca budú cielene zavedené požadované funkčné skupiny. Syntetizované polysacharidy sa ďalej použijú na prípravu hydrogélových materiálov stabilizovaných kombináciou bioortogonálnych neväzbových interakcií a/alebo kovalentnými klik reakciami. Supramolekulové „host-guest“ väzby budú vybrané ako nekovalentné interakcie. Kovalentné klik reakcie budú zahŕňať tiol/aza Michaelovu adíciu a Diels-Alderovu cykloadičnú reakciu bez použitia medi a svetla. Pripravené hydrogély budú charakterizované fyzikálno-chemickými metódami a tiež sa určí cytokompatibilita voči viacerým druhom buniek (napr. β-bunky produkujúce inzulín, natívne ostrovčeky). Následne sa plánujú uskutočniť testy pripravených materiálov v in vivo prostredí.
Táto dizertačná práca sa zaoberá prípravou stabilných hydrogélov na báze polysacharidov, kde hydrogélová sieť je stabilizovaná interakciami dvojakého typu, t.j. reverzibilnými nekovalentnými a kovalentnými väzbami. Výsledné hydrogély by ako implantovateľné polymérne systémy mali mať vlastnosti, ktoré ich predurčujú na ochranu transplantovaných buniek voči imunitnému systému. Stratégia duálneho sieťovania by mala zlepšiť mechanickú a chemickú odolnosť iónovo sieťovaných hydrogélov v in vivo prostredí. Súčasťou tejto PhD práce je syntéza polysacharidov, ktoré budú biokompatibilné a vhodné pre iónové a klik zosieťovanie a to tak, že do hlavného reťazca budú cielene zavedené požadované funkčné skupiny. Syntetizované polysacharidy sa ďalej použijú na prípravu hydrogélových materiálov stabilizovaných kombináciou bioortogonálnych neväzbových interakcií a/alebo kovalentnými klik reakciami. Supramolekulové „host-guest“ väzby budú vybrané ako nekovalentné interakcie. Kovalentné klik reakcie budú zahŕňať tiol/aza Michaelovu adíciu a Diels-Alderovu cykloadičnú reakciu bez použitia medi a svetla. Pripravené hydrogély budú charakterizované fyzikálno-chemickými metódami a tiež sa určí cytokompatibilita voči viacerým druhom buniek (napr. β-bunky produkujúce inzulín, natívne ostrovčeky). Následne sa plánujú uskutočniť testy pripravených materiálov v in vivo prostredí.