Projekti / Programi
Novi dendritski polimeri kot nosilci za kontrolirano dostavo zdravilnih učinkovin
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.03 |
Tehnika |
Materiali |
Polimerni materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Raziskovalci (11)
Organizacije (2)
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati projekta so pomembni za razvoj temeljnih in aplikativnih spoznanj na izjemno zanimivem in hitro se razvijajočem področju dendritskih polimerov, kot tudi za uporabo dendritskih polimerov v modernih biomedicinskih in farmacevtskih aplikacijah. Tematika razvoja dendritskih polimernih nosilcev v dostavnih sistemih je aktualna, saj velik del nizkomolekularnih zdravilnih učinkovin potrebujejo nosilce, da povečajo vodo-topnost in biorazpoložljivost učinkovine, da jo zaščitijo pred predčasnim razpadom in tako podaljšajo čas optimalne terapevtske koncentracije učinkovine v telesu. Na ta način dosežemo večji učinek zdravljenja ob hkratnem zmanjšanju količin in pogostosti uživanja zdravil, istočasno pa je možno doseči bolj ciljan učinek ob zmanjšani toksičnosti oz. neželjenih stranskih učinkih zdravljenja.
Tematika uporabe biorazgradljih in biokompatibilnih dendritskih polimerov v biomedicinske namene je v samem svetovnem vrhu raziskav, kar je razvidno iz intenzivnega naraščanja znanstvenih objav na področju dendritskih polimerov. Dendrimeri in druge dendritske oblike polimerov (visokorazvejeni polimeri, dendrizoni, linearni-dendritski hibridi itd.) predstavljajo obetavno usmeritev v razvoju polimerov pri kateri skušajo uporabiti naravne gradnike, doseči biokompatibilnost in predvsem z natančnim nadzorom kompleksne polimerne molekularne arhitekture doseči natančne in izjemne funkcionalnosti. Po vseh naštetih kriterijih poskuša sintezna polimerna znanost replicirati naravne strukture, ki, prav s pomočjo popolne kontrole molekularne in nadmolekularne strukture bioloških spojin, dosegajo natančno določeno funkcionalnost, hkrati pa nimajo toksičnih učinkov.
Rezultati projekta so pokazali, da so nevtralne dendritske polimerne strukture s hidroksilnimi funkcionalnimi skupinami netoksične in zato primerne za nosilce nizko molekularnih zdravilnih učinkovin. Dendritske strukture imajo večjo kapaciteto polnjenja od konvencionalnih nevtralnih polimerov z linearno arhitekturo. Kapaciteta polnjenja je odvisna tudi od vrste terminalnih funkcionalnih skupin in molske mase oziroma generacije dendrimera. Trdne disperzije na osnovi dendritskih polimerov znatno izboljšajo vodo-topnost težko topnih zdravilnih učinkovin. Zaradi velike higroskopičnosti trdnih disperzij, smo jih vgradili v končno farmacevtsko obliko, to je filmsko obložene tablete, ki so uporabne za peroralno administracijo zdravilne učinkovine. Znanje, pridobljeno v okviru projekta omogoča boljše razumevanje strukture kompleksov zdravilna učinkovina/dendritski polimer in mehanizmov povečevanja topnosti slabo-topnih zdravilnih učinkovin v trdnih disperzijah na osnovi dendritskih polimerov.
Raziskave za povečevanje topnosti in hitrosti raztapljanja težko vodo-topnih zdravilnih učinkovin s pripravo trdnih disperzij na osnovi dendritskih polimerov predstavljajo originalen znanstveni prispevek in izviren pristop pri iskanju rešitev za optimizacijo odmerka učinkovine in tako za dosego želenega terapevtskega učinka. Raziskave in rezultati tega projekta so omogočili boljše razumevanje strukture trdnih disperzij in mehanizmov povečevanja topnosti slabo-topnih zdravilnih učinkovin s pomočjo priprave trdnih disperzij na osnovi dendritskih polimerov, saj je le na ta način eksperimentalna spoznanja mogoče prenesti tudi v prakso za izdelavo zdravil v farmacevtski industriji.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave na področju sinteze dendritskih polimerov so v slovenskem prostoru nove, v svetovnem merilu pa potekajo približno 50 let, v zadnjih letih z veliko intenziteto, saj imajo dendritski polimeri v primerjavi z linearnimi polimeri edinstvene lastnosti. Iz tega razloga so v zadnjih letih dendritski polimeri postali izjemno zanimivi in tudi kažejo potencialno uporabnost na različnih področjih. Ker imajo dendrimeri natančno definirano strukturo in molsko maso, hkrati pa so sintezni postopki zahtevni in dolgotrajni, so zanimivi predvsem na visokotehnoloških področjih, med drugim tudi v biomedicini in farmaciji za uporabo za nosilce zdravilnih učinkovin.
Rezultati raziskav so definirani sintezni postopki za pripravo dendrimerov z novo kemijsko sestavo, dobro definirano strukturo in molsko maso. Rezultati so pomembno prispevali k pridobitvi novih znanstvenih spoznanj tako na področju sinteze in izolacije dendritskih struktur kot tudi njihove opredelitve in uporabe v dostavnih sistemih zdravilnih učinkovin. Raziskali smo tudi biokompatibilnost poliesteramidnih dendritskih struktur in optimirali postopek nekovalentnega polnjenja zdravilnih učinkovin v te dendritske strukture. Rezultati raziskav, katerih cilj je bil izboljšati slabo vodo-topnost nizkomolekularnih zdravilnih učinkovin so pokazali, da je s pripravo trdnih disperzij na osnovi dendritskih polimerov mogoče znatno izboljšati vodo-topnost učinkovin in tako biorazpoložljivost. Ugotovili smo, da je kapaciteta polnjenja dendritskih struktur odvisna od intrinzičnih lastnosti nosilca in zdravilne učinkovine. V okviru projekta smo uspeli pripraviti prototip končne farmacevtske oblike za peroralno dostavo težko topne antidiabetične zdravilne učinkovine glimepirida na osnovi priprave trdnih disperzij glimepirida in dendritskih polimerov ter vgraditivijo trdnih disperzij v filmsko obložene tablete.
Pridobljeno poznavanje vloge polimernih nosilcev pri dostavi zdravilnih učinkovin je bilo posredovano celotni skupini sodelujočih strokovnjakov in še posebej do in podiplomskim študentom, ki so na ta način pridobili pomembna praktična in teoretska znanja, ki jih uporabljajo pri svojem nadaljnem delu. S tem ima projekt multiplikacijske učinke skozi daljše obdobje. Sodelovanje z uveljavljenimi, tujimi raziskovalnimi skupinami pa nam omogoča stik z najbolj ambicioznimi in naprednimi znanstvenimi dosežki v svetu in tako pozitivno vpliva na prepoznavnost slovenske znanosti izven okvirov Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
