Projekti / Programi
Raziskave okolju prijaznih postopkov čiščenja delikatnih biomedicinskih komponent
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 7.00.00 |
Interdisciplinarne raziskave |
|
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T155 |
Tehnološke vede |
Prevleke in površinska obdelava |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.11 |
Tehniške in tehnološke vede |
Druge tehniške in tehnološke vede |
plinska razelektritev, plazma, plazemsko čiščenje, plazemsko jedkanje, medicinski pripomočki, proteini, polimerni materiali, površinske analize
Raziskovalci (20)
Organizacije (4)
Povzetek
V okviru predlaganega projekta bomo opravljali interdisciplinarne raziskave odstranjevanja izbranih organskih materialov s površine kirurških instrumentov. Za odstranjevanje organskih nečistoč bomo uporabili neravnovesno stanje plina. Eksperimenti bodo potekali v treh sklopih, ki jih odlikuje različna koncentracija reaktivnih kisikovih delcev z različnimi vzbuditvenimi energijami, in sicer v šibkoionizirani plazmi, zgodnji porazelektritvi in pozni porazelektritvi. Za organske materiale bomo izbrali preprost polimer, tri različne vrste proteinov in govejo kri. Obširno eksperimentalno in teoretično delo bo omogočalo določitev hitrosti odstranjevanja navedenih organskih materialov pri različnih eksperimentalnih pogojih in določitev reakcijskih verjetnosti. S tem bomo pripravili podatkovno bazo, ki bo vsebovala ključne kvantitativne podatke, ki so potrebni za razumevanje interakcije med plinsko plazmo in organskim materialom. Podatkovna baza bo predstavljala izjemno pomembno orodje za raziskovalne skupine po svetu, ki se ukvarjajo z modifikacijo organskih materialov z neravnovesnimi tehnološkimi postopki. Poleg tega bomo opravili sistematične raziskave interakcije reaktivnih plazemskih delcev z kirurškimi instrumenti, katerih cilj je določitev kritičnih parametrov, ki omogočajo odstranjevanje organskih nečistoč, obenem pa ne poškodujejo samih instrumentov. Za pripravo neravnovesnega stanja plina bomo uporabili sodobne tehnike, koncentracijo najpomembnejših reaktivnih delcev pa spremljali s posebej prilagojeno katalitično sondo in z optičnimi tehnikami. Debelino organskih plasti bomo merili s kvarčno mikrotehnico (QCM), površinske modifikacije na vzorcih pa določali z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS), spektrometrijo sekundarnih ionov (SIMS), mikroskopijo na atomsko silo (AFM) in vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). Rezultati obširnih raziskav bodo omogočili pripravo patentne prijave kakor tudi več izvirnih znanstvenih člankov, ki bodo primerni za objavo v vrhunskih revijah. Raziskave bodo tudi omogočile jasno potrditev uporabnosti te tehnike (ki sodi v fizikalno kemijo) v medicinski praksi. Industrijski partner bo s temi raziskavami pridobil ustrezna znanja, ki jih lahko v bodoče tudi komercializira.
Pomen za razvoj znanosti
Naši originalni rezultati na področju jedkanja krvnih proteinov in polimera omogočajo nov pristop k problematiki selektivne interakcije plazemskih radikalov z organskimi materiali. Uporaba plazme za čiščenje raznih materialov vključno z medicinskimi pripomočki je zelo aktualna predvsem zaradi ekološke neoporečnosti in možnosti doseganja izredno čistih površin. Kljub temu zadeva v praksi ni enostavna predvsem v primeru odstranjevanja organskih nečistoč s površine polimernih materialov, kjer želimo doseči izredno selektivno interakcijo plazme samo z nečistočami, zato da bi preprečili jedkanje samega polimernega substrata. Dobljeni rezultati omogočajo obetavne možnosti uporabe plazme tudi v tako zahtevnih primerih čiščenja, saj smo s poznavanjem vloge in gostote reaktivnih delcev, ki igrajo ključno vlogo pri površinskih reakcijah, ugotovili, da lahko izberemo take parametre razelektritve, kjer bomo dosegli zelo veliko razliko v hitrosti jedkanja nečistoč (krvnih proteinov) v primerjavi s polimerom. Naši rezultati hitrosti jedkanja različnih organskih materialov jasno kažejo, da je možno plast nečistoč odstraniti iz površine obdelovanca, ne da bi pri tem poškodovali površino kirurškega materiala
Pomen za razvoj Slovenije
Po informacijah, s katerimi razpolagamo, je v Republiki Sloveniji malo skupin, ki se ukvarjajo z raziskavami, ki vodijo k razvoju novih izdelkov ali storitev za biomedicinske aplikacije. Tovrstni izdelki in storitve se ponašajo z izredno visoko dodano vrednostjo. Aktivnosti v okviru tega projekta neposredno širijo raziskave na področju, ki je prioritetno v najrazvitejših državah, s čimer se slovenska znanost postavlja ob bok najbolj razvitim državam. Uspešna realizacija projekta bo omogočila slovenski industriji dostop v tržno nišo, ki jo odlikuje izredno visoka dodana vrednost.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
