Zastosowanie nanomateriałów

Pierwszym rozwiązaniem jest opracowanie innowacyjnych nanokompozytów o właściwościach biobójczych. Jednymi z najbardziej sprzyjających rozwojowi mikroorganizmów miejsc są sauny, baseny i inne obiekty użyteczności publicznej, w których panuje podwyższona temperatura i zwiększony poziom wilgoci. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym rozwojowi mikroorganizmów jest fakt, iż z miejsc tego typu korzystają ludzie różniący się stanem zdrowia i poziomem higieny osobistej. Złe nawyki osób korzystających z basenów, jacuzzi, saun, łaźni, publicznych pryszniców itp. przyczyniają się do przenoszenia mikroorganizmów. Do najczęstszych chorób, jakie można nabyć w publicznych kąpieliskach należą choroby grzybicze oraz bakteryjne. Przedmiotem projektu jest opracowanie nanokompozytów w postaci zawiesinowej o właściwościach biobójczych do zastosowania w celu neutralizacji biofilmu i usunięcia martwego materiału biologicznego. Nanokompozyt dedykowany jest do zastosowania w obiektach, w których panuje podwyższona temperatura i wilgotność, takich jak obiekty rekreacyjne lub sanitarno-higieniczne. Miejscem jego przeznaczenia mogą być też zainfekowane powierzchnie w innych obiektach użytkowych. W szczególności, założono otrzymanie nanokompozytów na bazie poli (alkoholu winylowego). Właściwości biobójcze wytworzonych materiałów zostały osiągnięte dzięki wzbogaceniu ich struktury wytworzonymi wcześniej nanocząstkami metalicznymi oraz nanocząstkami tlenku metalu. Otrzymano kompozycje, które po nałożeniu w formie zawiesinowej na zainfekowaną mikrobiologicznie powierzchnię i po ich solidyfikacji, mogą być usunięte wraz z martwym materiałem biologicznym. Praca jest wynikiem projektu badawczego finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu Sonata (01.09.2017 – nadal).

Kolejne rozwiązanie dotyczy nadania trwałych właściwości antymikrobiologicznych materiałom tekstylnym poprzez wybarwienie ich modyfikowanym barwnikiem indygo. Odzież i materiały włókiennicze stanowią świetne środowisko rozwoju bakterii, zwłaszcza, gdy stosowane są w warunkach zwiększonej wilgotności lub miejscach szczególnie na nie narażonych, np. w szpitalach. Mikroorganizmy mogą przetrwać na tkaninie ponad 90 dni, co stanowi jedną z bezpośrednich przyczyn zakażeń. Stosowanie tkanin o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych jest niezwykle istotne nie tylko w sektorze medycznym, ale również w innych gałęziach gospodarki, gdzie działanie przeciwdrobnoustrojowe jest szczególnie pożądane (górnictwo, rolnictwo, budownictwo i in.). Przedmiotem projektu jest opracowanie metody trwałego związania czynnika antymikrobiologicznego z powierzchnią materiałów tekstylnych. Czynnikiem biobójczym jest srebro nanocząstkowe lub nanometryczny tlenek cynku. Powszechne stosowanie nanocząstek wbudowanych w strukturę produktów handlowych, zwłaszcza tkanin może prowadzić do niekontrolowanego ich uwalniania do środowiska. Nanocząstki metali lub tlenków metali wbudowane w materiały tekstylne, w wyniku ich prania, przedostają się do ekosystemów wodnych, co stwarza zagrożenie ich oddziaływania z organizmami żywymi. W przedstawionym rozwiązaniu zaproponowano związanie czynnika aktywnego z substancją barwiącą (barwnikiem kadziowym), a następnie zabarwienie tkaniny otrzymanym preparatem. Połączenie nanosrebra lub nanometrycznego tlenku cynku z materiałem tekstylnym zabezpiecza odzież wytworzoną z podobnego materiału przed zanieczyszczeniem mikrobiologicznym. Dodatkowo, zapewnienie odporności na wymywanie czynnika bójczego z materiału tekstylnego jest szczególnie istotne, gdyż możliwość usunięcia biocydu w trakcie prania odzieży prowadzi do ograniczenia właściwości antymikrobiologicznych i w rezultacie ich eliminacji. Praca jest wynikiem projektu badawczego TRL+ realizowanego w ramach projektu „Inkubator Innowacyjności+” współfinansowanego ze środków MNISW (05.07.2017 – nadal).

Ostatnim rozwiązaniem jest opracowanie technologii otrzymywania nietoksycznych nośników substancji aktywnych na bazie tlenku cynku i tlenku tytanu. Nośniki leków stosuje się od dawna w terapiach i niesie to ze sobą szereg zalet, takich jak m.in. obniżenie toksyczności czystego leku, zwiększenie jego stabilności, rozpuszczalności i biodostępności. Dotychczas stosowane są nośniki na bazie polimerów syntetycznych, polimerów naturalnych, miceli fosfolipidowych, nanocząstek metalicznych i tlenkowych. Jednakże nośniki te charakteryzują się szeregiem wad, tj. toksycznością, nieodpornością mechaniczną, mogą akumulować się w zdrowych tkankach lub być szybko usuwane z organizmu przez układ odpornościowy człowieka. W związku z tym pojawiła się idea opracowania nowych nośników na bazie nanocząstek tlenkowych, które będą spełniać rolę nośników leków przeciwnowotworowych i jednocześnie będą charakteryzować się szeregiem zalet, tj.: ograniczoną lub wyeliminowaną toksycznością, możliwością dotarcia do konkretnej tkanki nowotworowej, zwiększoną biodostępnością i korzystnym profilem uwalniania leku. Ograniczenie toksyczności nanonośników zostanie osiągnięte poprzez modyfikację powierzchniową wytworzonych nanomateriałów. Stosowanie tlenków metalicznych ma niebagatelne znaczenie, gdyż, w porównaniu do związków polimerowych, które również mogą pełnić rolę nośników leków, są one bardziej odporne na ciepło, zmiany pH, stres mechaniczny i degradację hydrolityczną. Cechy te stają się podstawą do wykorzystania nanometrycznych tlenków metalicznych jako efektywnych i precyzyjnych nośników substancji farmakologicznych. Praca będzie wynikiem projektu badawczego Lider finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (data rozpoczęcia: 01.01.2019).

Oferta, czyli cel prezentacji

Celem prezentacji jest przedstawienie sposobów zastosowania nanomateriałów w różnych dziedzinach nauki i przemysłu. Korzyścią dla słuchacza jest poznanie cech i właściwości materiałów użytkowych otrzymywanych przy zastosowaniu nanocząstek.


O Prezentującym

Jolanta Pulit-Prociak

Jolanta Pulit-Prociak

Jolanta Pulit-Prociak jest pracownikiem Instytutu Chemii i Technologii Nieorganicznej na Politechnice Krakowskiej. Prace badawczo-rozwojowe, w których dotychczas uczestniczyła, związane są z szeroko pojętą nanotechnologią, w szczególności z otrzymywaniem nanomateriałów, charakterystyką ich właściwości fizykochemicznych oraz zastosowaniem ich w wytwarzaniu produktów użytkowych.


Zapraszamy do wysłuchania całej prezentacji podczas tegorocznej edycji
Life Science Open Space.
Kiedy?
11.10.2018, godz. 9:00-22:00
Gdzie?
ICE Centrum Kongresowe | ul. Marii Konopnickiej 17 | Kraków

Life Science Open Space 2018