Embed Size (px)
DESCRIPTION
Modern Orvostudományi Technológiák a Semmelweis Egyetemen. Technológiai modul Nanokémia kutatócsoport Laborvezető: Prof. Zrínyi Miklós Dr. Hajdú Angéla. Biokompatibilis anyagok: Mesterséges mátrixok és nanorészecskék. Technológiai modul A nanotechnológiától a mesterséges szövetig - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Modern Orvostudományi Technológiák a Semmelweis Egyetemen
Technológiai modul
Nanokémia kutatócsoportLaborvezető: Prof. Zrínyi Miklós
Dr. Hajdú Angéla
Biokompatibilis anyagok:Mesterséges mátrixok és nanorészecskék
Technológiai modulA nanotechnológiától a mesterséges szövetig
Dr. Hajdú Angéla
Nanokémia kutatócsoportLaborvezető: Prof. Zrínyi Miklós
Célkitűzés• Bioanyagok előállítása:
– Biokompatibilitás– Struktúra– Külső kontroll
• Aminosav alapú polimer szálak:• Extracelluláris mátrix• Mesterséges izom
• Mágneses folyadékok• MRI• Mágneses nyomon
követés, hipertermia• Célzott bejuttatás
PSI szálak - elektromos szálhúzás PSI - poli-szukcinimid
• Mesterséges extracelluláris mátrix
PSI szálak - elektromos szálhúzás
• Mesterséges izom modell
PSI szálak - Mikroszkópos vizsgálatSEM Konfokális mikroszkóp Atomerő mikroszkóp (AFM)
- biokompatibilis- rugalmas- mechanikailag stabil- hidrofil, hidrofób- alakítható- könnyen módosítható felületi csoportok
Elő kísérletek az Orálbiológia Tanszékkel
fog eredetű sejtekenSzál átmérő:
0,1-3 mm
Mágneses folyadékok• Előállítás: lúgos hidrolízis• Primer részecskeméret: 10 nm, Hidrodinamikai átmérő: 100nm• Felületmódosítás• Negatív felületi töltés, karboxil csoportok.
SEM
DLS
VSM
Mágneses rezonancia képalkotásNanorészecskék
felületének jelölése izotóppal → elő kísérletek
NIVICPET-MRI kontrasztanyag
Nanorészecskék kölcsönhatása fehérjékkel→ megváltozott kontraszt hatás
Kölcsönhatás élő rendszerekkel
5, 20, 100 mg/ml 5, 20, 100 mg/ml
Biokompatibilis
Sejtmembránon történő átjutás: endoszomális, lizoszómális felhalmozódás
A549 Clathrin
20’ impulzus
20’ impulzus
+ 6 h inkubáció
NINCS se citotoxikus, se
antiproliferatív hatás
PSI szálak+mágneses részecskék
3D szerkezet
Mágneses
AFMFázis kép
Konfokális mikroszkóp
2 γ mikroszkóp
Összefoglalva• Elektromos szálhúzás -> extracelluláris mátrix,
mesterséges izom modell• Mágneses folyadékok
– MRI alkalmazás– Izotóppal jelölés– Fehérjékkel és sejtekkel kölcsönhatás
vizsgálata• Mágneses polimer gél-szálak előállítása
Prof Zrínyi MiklósDr Hajdú AngélaDr Varga ZsófiaMolnár KristófJuriga DávidBauer Andrea RitaLászló IstvánVass GergőBotos AnitaJanis AnettTél AndrásSimon Elza
-100 0 100 200 300 400 500 600 700
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
Átm
érõ
(mm
)Idõ (min)
PASP gél gömbök
PASP gél gömbök reverzibilis duzzadása-zsugorodása Ca2+ ionok hatására
Jól definiált, ugrásszerű változás a duzzadásfokban a környezeti paraméterek változ(tat)ásárapHHőmérsékletFémion-koncentrációRedoxpotenciál
100mM Ca2+
PASP gélCa2+
0mM 5mM 10mM
Átmérő: 3 mm 2,2 mm 1,3 mm
Ciszteaminnal keresztkötött PSI gél gömbökJól definiált, ugrásszerű változás a duzzadásfokban a környezeti paraméterek változ(tat)ására: Redoxpotenciál
Diszulfid híd↓
Nyitó-záró mechanizmus
H2O
pH=8n
n
++
SHSH
OH
OH
S
S
OH
OH
O
NH
O
O
NH
O
NH
O
NH
O
O
NH
O
NH
S
S
NH
NH
O-
O-
O
O
NH
O-
O
NH
O
NH
O
NH
O
NH
O
O
NH
O-
O
O
NH
O-
O
O
NH
O-
O
O
NH2
O-
O
O
NH2
O-
O
O
O-
NH2
O
O
O-
NH2
m
m
n
n
O
NH
O
O
NH
O
NH
O
NH
O
O
NH
O
NH
SH
SH
NH
NH
O-
O-
O
O
NH
O-
O
NH
O
NH
O
NH
O
NH
O
O
NH
O-
O
O
NH
O-
O
O
NH
O-
O
O
NH2
O-
O
O
NH2
O-
O
O
O-
NH2
O
O
O-
NH2
m
m
PASP gélCiszteaminnal és diamino butánnal
keresztkötve
Poliszukcinimid (PSI)• Előállítás: Termikus polikondenzációval L-aszparaginsavból.
O
O
NH2
OH
OHN
O
O
R'
R
n
D 98% H3PO4
Vákuum
n
PSI hidrolizálva→poliaszparaginsav(PASP)Biokompatibilis
PSI →PASP anhidridje
Keresztkötők: dibutil amin, ciszteamin, cisztein Biodegradábilis polimerek:
Poli-glicerin-szebacinsavPoli-glicerin-citromsav
PGS
Bioanyagok és biomimetikus anyagok kutatása• Biokompatibilis és/vagy biodegradábilis polimerek
– nano mérettartományba – szabályozott- és célba juttatott hatóanyag-leadáshoz – tervezhetően lebomló biodegradábilis polimerek– önszerveződő struktúrák – mesterséges izmok
• Magnetit nanorészecske alapú mágneses folyadékok– előállítása– stabilizálása– kontrasztképző hatásának vizsgálata MRI vizsgálatok során– kölcsönhatásuk különböző sejtvonalakkal (HeLa, MRC5, A549)
Szálképzést befolyásoló paraméterek:
• Alkalmazott feszültség
• Tűhegy és céltárgy távolság
• Adagolási sebesség
• Oldat viszkozitása
• Oldat összetétele
• Oldószer minősége
