Международный научно-исследовательский центр «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы»

Холкин Андрей Леонидович Португалия, Россия

Номер договора

075-15-2021-588

Период реализации проекта

2021-2023

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

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 , 23.09.2021

Полимер для регенеративной медицины

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 ультра широкозонных полупроводников Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» - (НИТУ МИСиС)	Технологии материалов	Москва	Кузнецов Андрей Юрьевич Швеция	2022-2024
Лаборатория ионоселективных мембран Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова - (МГУ)	Технологии материалов	Москва	Амедюри Брюно Мишель Франция	2022-2024
Лаборатория нейроэлектроники и мемристивных наноматериалов Южный федеральный университет - (ЮФУ)	Технологии материалов	Таганрог	Пак Бэ Хо Корея	2022-2024