Лаборатории

Приглашенный ученый Холкин Андрей Леонидович Португалия, Россия

Период реализации проекта

2021-2023

Название проекта: Пьезо- и магнитоэлектрические биосовместимые материалы для решения задач современной биологии и медицины

Приоритет СНТР: в

Целью научного исследования является создание новых биосовместимых пьезо- и магнитоэлектрических материалов, в том числе композитных, которые можно использовать для управляемого воздействия на фенотип клеток, регенерации тканей, локального ингибирования роста клеток, а также управляемой доставкой лекарств в клетки и ткани. В этой связи будут проведены масштабные междисциплинарные научные исследования с перспективой среднесрочной коммерциализации в области:

разработки новых перспективных бессвинцовых технологий для получения эффективных биосовместимых пьезо- и магнитоэлектрических гибридных наночастиц, пленок и скэффолдов биомедицинского назначения;
моделирования поверхностного потенциала и индуцированного заряда пьезо- и магнитоэлектрических материалов при воздействии внешних стимулов (например, магнитное поле, механические напряжения, ультразвук);
тестирования разработанных материалов in vitro на стволовых, соматических и онкотрансформированных клетках человека, исследование влияния материалов и индуцированных в них физических эффектов на адгезию, пролиферацию и дифференцировку клеток. Детальное исследование результатов физических воздействий методом профилирования экспрессии генов при помощи NGS-секвенирования для детального описания полученных эффектов и опосредующих их биологических механизмов;
тестирования разработанных материалов и структур в качестве средств для доза-управляемой, направленной доставки терапевтических средств.

В результате реализации проекта ожидается достижение прорывных научных результатов, определяющих существенный задел российских ученых в области разработки уникальных материалов, которые, за счет прямых физических воздействий или их комбинации с доставкой лекарственных средств, могут быть использованы для управления ростом и дифференцировкой различных типов клеток.

Полученные фундаментальные знания позволят на следующем этапе использовать эти эффекты для лечения заболеваний, требующих восстановления нервной и гладкомышечной ткани и ингибирования развития опухолей.

В результате будут получены новые гибридные пьезоактивные материалы с улучшенными электрофизическими и физико-механическими характеристиками для контроля за дифференцировкой стволовых и/или трансдифференцировкой соматических клеток (например, в нейральные и гладкомышечные), используя физические эффекты (пьезозаряд (потенциал), ультразвуковое воздействие, температура), генерируемые разработанными материалами.

Будет изучено влияние внешнего магнитного поля на пьезополимерные гибридные материалы в форме наночастиц и скэффолдов и получены закономерности влияния поверхностного заряда и его полярности на дифференцировку клеток и доставки в них лекарственных препаратов в экспериментах in vitro.

Будут выполнены полногеномные исследования влияния физических воздействий на профиль экспрессии генов, что позволит не только детально описать получаемые эффекты в биологических системах, но и установить их механизмы.

Будут предложены новые типы материалов и структур для направленной доставки лекарственных препаратов в клетки, органы и ткани организма, а также управляемой, дозированной доставки препаратов.

Предполагается патентование разработанных технологий, а также регистрация ноу-хау не только на способы их получения, но и адресной доставки лекарственных средств и контролируемом их высвобождении с параметрами, превышающими известные аналоги.

Создание лаборатории послужит формированию отсутствующего в настоящее время в Сибирском федеральном округе инновационного кластера, основной целью которого является проведение исследований мирового уровня в области разработки новых пьезо- и магнитоэлектрических материалов биомедицинского назначения.

Скрыть Показать полностью

Четверг , 21.01.2021

Лаборатория ТПУ начнет разрабатывать материалы для борьбы с раком и атеросклерозом

Смотреть все

Лаборатория, принимающая организация	Область наук	Город	Приглашенный ученый	Период реализации проекта
Лаборатория. Приглашенный ученый Кайбышев Рустам Оскарович Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева"	Технологии материалов	Москва	Кайбышев Рустам Оскарович Россия	2021-2023
Квантовая оптика в алмазах Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»	Технологии материалов	Казань	Хеммер Филип Роберт США	2018-2022
Лаборатория биомиметических полимеров Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук»	Технологии материалов	Санкт-Петербург	Шейко Сергей Станиславович США, Россия	2018-2022

Лаборатория. Приглашенный ученый Холкин Андрей Леонидович