Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Zelene tehnologije za procesiranje biomaterialov

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.02.00  Tehnika  Kemijsko inženirstvo   

Koda Veda Področje
T350  Tehnološke vede  Kemijska tehnologija in inženirstvo 

Koda Veda Področje
2.04  Tehniške in tehnološke vede  Kemijsko inženirstvo 
Ključne besede
Zelene tehnologije, procesiranje, biomateriali, nosilci, aktivne spojine, kontrolirano sproščanje
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (19)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  14334  dr. Tonica Bončina  Materiali  Raziskovalec  2014 - 2017 
2.  27839  dr. Tanja Botić  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2014 - 2016 
3.  31616  dr. Maja Čolnik  Kemijsko inženirstvo  Tehnični sodelavec  2016 - 2017 
4.  21411  dr. Andrej Čretnik  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2014 - 2017 
5.  26446  dr. Barbara Dariš  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2014 - 2017 
6.  33921  Tanja Fajfar  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2014 - 2017 
7.  22621  dr. Polonca Ferk  Metabolne in hormonske motnje  Raziskovalec  2014 - 2017 
8.  38400  Katja Jerenec  Srce in ožilje  Raziskovalec  2015 - 2017 
9.  02619  dr. Željko Knez  Kemijsko inženirstvo  Vodja  2014 - 2017 
10.  21689  dr. Petra Kotnik  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2016 - 2017 
11.  25011  Marko Krainer  Kemijsko inženirstvo  Tehnični sodelavec  2014 - 2017 
12.  30607  dr. Elena Markočič  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2014 - 2015 
13.  13568  dr. Zoran Novak  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2014 - 2017 
14.  37786  dr. Jan Schmidt  Metabolne in hormonske motnje  Raziskovalec  2015 - 2017 
15.  18987  dr. Andreja Sinkovič  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014 - 2017 
16.  11865  dr. Mojca Škerget  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2014 - 2017 
17.  32569  Maja Turičnik  Materiali  Tehnični sodelavec  2014 - 2015 
18.  33515  dr. Katja Vasić  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2016 - 2017 
19.  12295  dr. Franc Zupanič  Materiali  Raziskovalec  2014 - 2017 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0334  Univerzitetni klinični center Maribor  Maribor  5054150000 
2.  0794  Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo  Maribor  5089638012  80 
3.  0795  Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo  Maribor  5089638010 
4.  2334  Univerza v Mariboru, Medicinska fakulteta  Maribor  5089638048 
Povzetek
Biomateriali so opredeljeni kot materiali tuji organizmu, ki se uporabljajo bodisi za popravilo, povečanje ali kot nadomestki za tkivo ali njegovo funkcijo (npr. vsadki, vezja, pripomočki v tkivnem inžineringu, nosilci aktivnih spojin, itd.). Tradicionalne metode za procesiranje biomaterialov zahtevajo uporabo visokega mehaničnega stresa, visokih temperatur in nevarnih ter hlapnih organskih topil. Omenjene metode se iskažejo za problematične kadar se procesirajo farmacevtske formulacije ali ob vključevanju aktivnih spojin v biomateriale. Superkritični fluidi (SCF) (še posebej superkritični ogljikov dioksid (SC CO2)) se uporabljajo pri procesiranju materialov z namenom pridobivanja delcev, za mikrocelularno penjenje, za impregnacijo, kot ekstrakcijsko topilo ter za sušenje biomaterialov ali pridobivanje kompozitov.   Predlagani projekt nam bo omogočil izvedbo študij obnašanja biomaterialov (polimeri, keramika in kompoziti) ob prisotnosti SCF z namenom optimiranja metod njihovega procesiranja ter analiz obnašanja dobljenih produktov (pen, mikrodelcev, aerogelov) v sistemih, ki simulirajo njihovo dejansko okolje kamor bi bili tudi integrirani. Prav tako bomo raziskali možnosti vezave aktivnih spojin v/na biomateriale med ali po njihovem procesiranju ter bi poskušali doseči njihovo podaljšano in čim bolj nadzorovano sproščanje iz samega produkta.   Tako smo predlagani projekt razdelili na 4 tematske sklope in sicer: 1.Izbor ustreznih biomaterialov za procesiranje; 2.Procesiranje biomaterialov z namenom prodobivanja produktov s specifičnimi lastnostmi za nadaljno uporabo v medicinske namene; 3.Študij ustreznosti produkta za uporabo v medicini; 4.Impregnacija biomaterialov z aktivnimi spojinami ter študij nadzorovanega sproščanja aktivnih spojin;   Glavni cilj predlaganega projekta je pridobiti produkt z dobro okarakteriziranimi in natančno definiranimi lastnostmi za praktično uporabo v medicini.   Projekt predstavljal korak naprej tako v razumevanju interakcij med SCF in različnimi aktivnimi spojinami kot tudi pri uporabi in upravljanju teh interakcij z namenom pridobivanja izdelkov z želenimi lastnostmi. Znanje, ki bo pridobljeno z zastavljenimi cilji v okviru predlaganega projekta se bo kasneje preneslo še na druge materiale in sisteme uporabljene na drugih področjih. Tehnologije razvite s pomočjo SCF so se v svetu iskazale kot ena izmed najpomembnejših trajnostnih tehnologij s skoraj ničelnim vplivom na okolje.   Z udeležbo inštitucij s področja medicine (MF, UKC), imamo zagotovljen dostop do strokovnega znanja o specifičnih zahtevah, ki jih morajo imeti tovrstni pripomočki za uporabo v medicini. Tovrstno znanje nam bo omogočilo boljši razvoj zastavljenih ciljev in posledično omogočilo hiter prenos produktov iz faze načrtovanja do možne praktične uporabe. Dodatno, bo sodelovanje med različnimi evropskimi institucijami, specializiranimi na različnih področjih, omogočilo prenos znanja in izkušenj, kar bi imelo kratko- in dolgoročne koristi za vse vključene partnerje.   Rezultati raziskav bodo podali nova fundamentalna znanja s področij prenosa snovi, temodinamskih lastnosti sistemov, optimiranja postopkov in povečevanja procesov. Nova znanja bodo ustrezno zaščitena s patenti in bodo objavljena v revijah z visokimi IF. Pridobljena znanja se bodo razširjala tudi z organizacijo delavnic, ki bodo omogočile vsem zainteresinarim partnerjem (iz akademskega svata in tudi iz industrije) vpogled v hitro razvijajoče se področje, z upanjem, da se odprejo pota za nova nacionalna in internacionalna sodelovanja. S podpiranjem implementacije trajnostnih tehnologij v Sloveniji in EU ter z nadaljevanjem raziskav se bo omogočil prenos znanj, razširjanje znanja in boljšo ekonomsko učinkovitost.
Pomen za razvoj znanosti
Tehnologije razvite s pomočjo superkritičnih fluidov (SCF) so se v svetu iskazale kot ena izmed najpomembnejših trajnostnih tehnologij s skoraj ničelnim vplivom na okolje. SCF imajo kot okolju prijazno topilo visoke možnosti za razvoj tehnoloških postopkov za produkte, uporabne v različnih aplikacijah. Z njimi lahko uspešno ekstrahiramo komponente iz naravnih materialov. Na ostalih področjih, kot so obdelava biomaterialov in oblikovanje mikrodelcev ali pen, pa so še potrebne raziskave za pridobivanje fundamentalnih podatkov, potrebnih za razvoj novih produktov in njihovo optimizacijo. Projekt je predstavljal korak naprej tako v razumevanju interakcij med SCF in različnimi substrati kot tudi pri uporabi in upravljanju teh interakcij z namenom pridobivanja izdelkov z želenimi lastnostmi. Cilj projekta je bil pridobiti ključne podatke o faznem obnašanju različnih substanc (polimeri, sestavine ali aktivne spojine, ki se uporabljajo za njihovo impregnacijo) v prisotnosti SCF. Ti podatki so ključni za oblikovanje postopkov, rezultate pa smo objavili z namenom, da bomo prispevali k razvoju novega znanja na področju uporabe SCF v različnih znanstvenih in industrijskih panogah. Poznavanje procesnih metod na fizikalne karakteristike, biostabilnost in biološko aktivnost končnih produktov se kaže kot nujno potrebno za dizajniranje specifičnih pripomočkov za specifične aplikacije, kot so to vsadki ali pripomočki v tkivnem inženiringu. Znanje, ki je bilo pridobljeno, se bo kasneje preneslo še na druge materiale in sisteme uporabljene v drugih področjih.
Pomen za razvoj Slovenije
Sodobna medicina daje večji poudarek na skrbi za pacientovo udobje in skladnosti. Zato se opravljajo obsežne raziskave usmerjene k izboljšanju učinkovitosti nosilcev učinkovin in pripomočkov za tkivni inženiring. SCF tehnologija lahko ponudi možnost optimiziranja tovrstnih pripomočkov, ki vodijo k boljšemu odzivu organizma na vsadke, manjšemu odzivu imunskega sistema, ki ne sproži zavrnitev ali vnetje, z drugimi besedami, hitrejši ozdravitvi brez nezaželenih stranskih učinkov. Z udeležbo inštitucij s področja medicine (MF, UKC), imamo zagotovljen dostop do strokovnega znanja o specifičnih zahtevah, ki jih morajo imeti taki produkti za uporabo v sami medicini. Tovrstno znanje omogoča boljši razvoj zastavljenih ciljev raziskav in posledično hiter prenos produktov iz faze načrtovanja do možne praktične uporabe. Dodatno, sodelovanje med različnimi evropskimi institucijami, specializiranimi na različnih področjih, omogoča prenos znanja in izkušenj, kar ima kratko- in dolgoročne koristi za vse vključene partnerje. S širitvijo pridobljenih znanj na druga področja ter potencialni scale-up razvitih procesov se razvijajo nove tehnologije z majhnim vplivom na okolje. Hkrati se širi tudi splošno znanje o pridobivanju izdelkov z visoko dodano vrednostjo, ki se prodajajo tako v Sloveniji kot po svetu. Uporaba veča konkurenčnost industrije v Sloveniji ter hkrati ustvarila okoljske in ekonomske koristi za Slovenijo in tudi za EU. Uporaba SCF kaže številne prednost v zmožnostih procesiranja različnih polimerov brez uporabe organskih topil. To prinaša tako gospodarske kot tudi okoljevarstvene prednosti: zaradi odsotnosti organskih topil ni potrebe po dodatnih dragih postopkih med separacijo in regeneracijo toksičnega topila hkrati pa je znižana količina odpadnih topil. Izdelki ne vsebujejo topil, saj se SCF z enostavnim nižanjem tlaka popolnoma odstrani iz materiala. Glede na porabo energije ter organskih topil je znižan vpliv na okolje. S tem je tveganje za onesnaženost zraka, zemlje in vodnih ter podtalnih virov minimalna. V sklopu projekta smo raziskovali osnovne elemente, ki lahko vodijo do razvoja novih tehnologij. Rezultati raziskav so podali nova fundamentalna znanja s področij prenosa snovi, temodinamskih lastnosti sistemov, optimiranja postopkov in povečevanja procesov. Nova znanja so ustrezno zaščitena s patenti in objavljena v revijah z visokimi IF. Pridobljena znanja so omogočila organizacijo delavnic, ki so vsem zainteresinarim partnerjem (iz akademskega svata in tudi iz industrije) dala vpogled v hitro razvijajoče se področje. Tako so se razvile nove oblike sodelovanja z različnimi organizacijami po svetu. S podpiranjem implementacije trajnostnih tehnologij v Sloveniji in EU ter z nadaljevanjem raziskav se bo omogočil prenos znanj, razširjanje znanja in ekonomsko učinkovitost.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno