Projekti / Programi
Priprava hemokompatibilnih polimernih površin za biomedicinske aplikacije
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.06.00 |
Medicina |
Srce in ožilje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.04 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Medicinska biotehnologija |
Hemokompatibilnost, polimeri, biomedicinski vsadki, trombociti, plazemska obdelava
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
28480 |
dr. Ita Junkar |
Medicina |
Vodja |
2011 - 2013 |
287 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.724 |
Povzetek
V razvitem svetu so bolezni srca in ožilja najpogostejši vzrok obolevnosti in umrljivosti
prebivalstva in predstavljajo enega največjih zdravstvenih problemov. Samo v Evropi
stroški zdravljenja bolnikov s to boleznijo presežejo 200 milijard evrov letno (Poročilo
European Cardiovascular Disease statistics za leto 2008). Na prvem mestu so predvsem
aterosklerozna obolenja, ki povzročajo zožitev notranjega premera žil, zaradi česar kri ne
more več neovirano teči po žilah in se zato njen pretok upočasni. Zdravljenje tovrstnih
obolenj najpogosteje zahteva operativni poseg, pri katerem se obolel del žile zamenja s
sintetično žilo. Zaradi nezaželenih trombogenih reakcij na površini umetne žile pa je
dolgoročno gledano zdravljenje bolnikov z žilnimi protezami, dokaj neuspešno, saj je v
večini primerov po 2. do 5. letih potrebno proteze ponovno zamenjati. Razlogi za
trombogene reakcije so predvsem v nezadostni hemokompatibilnosti površine umetnih žil.
Znano je, da je biološki odziv v prvi meri odvisen od lastnosti površine biomedicinskega materiala v stiku s krvjo, vendar kljub temu še vedno ni povsem jasno kakšne lastnosti površine bi moral le ta imeti. S plazemsko obdelavo je mogoče vplivati na lastnosti površine in s tem na biološki odziv. Glede na dosedanje raziskave, katere so del doktorske disertacije z naslovom »Plasma treatment of polymers for biomedical aplications« (I. Junkar, 2010) ter patentne prijave (Metoda obdelave biomedicinskih polimernih protez za izboljšanje njihovih
antitrombogenih lastnostipredstavljene v točki 16.2), je bilo ugotovljeno, da je z uporabo visoko reaktivne kisikove plazme mogoče močno zmanjšati adhezijo trombocitov (zmanjšati možnost za nezaželene trombozne reakcije) na umetne žile izdelane iz polietilenteraftalatnega (PET) polimera.
Za optimizacijo postopka je potrebno opraviti sistematične raziskave vplivov plazemske
obdelave na biološki odziv. Predvsem je treba raziskati vplive plazemske obdelave na
vezavo trombocitov in krvnih plazemskih proteinov kot sta albumin in fibrinogen. Poleg
tega je potrebno raziskati tudi stabilnost plazemsko obdelanih površin, saj je znano, da so
plazemsko obdelane površine podvržene tako imenovanem staranju. Optimizacija postopka shranjevanja plazemsko obdelanih vzorcev je ključna za uporabo tako obdelanih površin v biomedicinskih aplikacijah. Poleg tega je namen naših raziskav ugotoviti vpliv različno staranih površin na biološki odziv in določiti ključne parametre površine, ki vplivajo na adhezijo trombocitov.
Ker so naše preliminarne študije pokazale, da na vezavo trombocitov najverjetneje vpliva tudi delež kristalinične frakcije v polimeru, bomo sistematično raziskali tudi vpliv stopnje kristaliničnosti polimera na hemokompatibilne lastnosti. Z optimiziranjem plazemske obdelave je mogoče na površini polimera doseči tudi različno stopnjo kristaliničnosti.
Glede na to, da še danes ni znano, kateriparametri površine igrajo odločilno vlogo pri iniciaciji tromboznih reakcij, bo tovrstna študija pomembno prispevala k razumevanju trombogenih procesov pri izdelavi biomedicinskih vsadkov, ki se uporabljajo v stiku s krvjo. Razumevanje trombogenih procesov na provršinah biokompatibilnih polimernih materialov se uvršča med vrhunske znanstvene dosežke. Glavni cilj projekta bo optimizirati shranjevanje plazemsko obdelanih umetnih žil iz PET polimera ter optimizirati in natančno popisati postopek obdelave, ki bo omogočil razvoj zanesljive tehnologije za modifikacijo umetnih žil.
Pomen za razvoj znanosti
Preko sistematičnega pregleda vplivov lastnosti površine na adhezijo trombocitov smo ugotovili, da kemijska sestava površine in nanostrukturiranost površine pomembno vplivajo na interakcijo površine s trombociti, kot tudi z nekaterimi plazemskimi proteini. S primernim izborom plazemskih in razelektritvenih parametrov lahko izdelamo površin za specifične bio-medicinske aplikacije. Delo na projektu je združevalo znanje iz različnih strok in področij s čemer je bilo mogoče doprinesti k razvoju novih metod in naprav za obdelavo površin, ki se uporabljajo za bio-medicinske aplikacije.
Pomen za razvoj Slovenije
V Sloveniji zaenkrat obstaja le malo raziskovalnih aktivnosti in podjetij, ki se ukvarjajo z bio-medicinskimi aplikacijami, še manj pa jih je takih, ki bio-medicinske izdelke tudi izdelujejo. Tekom projekta smo uspeli dokazati, da imajo plazemsko obdelane umetne žile iz PET polimera bistveno izboljšane hemokompatibilnih lastnosti. Prijavljen in podeljen je bil tudi patent, kjer je metoda za obdelavo umetnih žil razkrita. Po pregledu trga in tržnih analiz bo mogoče pričeti tudi s trženjem metode obdelave ali z ustanovitvijo visokotehnološkega podjetja. Poleg tega je znanje pridobljeno tekom trajanja projekta pomembno doprineslo k razvoju naprednih tehnologij za uporabo v bio-medicinske aplikacije. Bio-medicinske pripomočki danes predstavljjo enega najbolj hitro rastočih trgov z visoko dodano vrednostjo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
