See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT748
PUT748 "In vitro toksikoloogilisete meetodite arendamine uute antimikroobsete nanomaterjalide eesmärgipäraseks disainiks (1.01.2015−31.05.2018)", Angela Ivask, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut.
PUT748
In vitro toksikoloogilisete meetodite arendamine uute antimikroobsete nanomaterjalide eesmärgipäraseks disainiks
In vitro toxicological tool-box for targeted design of antimicrobial nanomaterials
1.01.2015
31.05.2018
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Otsinguprojekt
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.2. MikrobioloogiaB230 Mikrobioloogia, bakterioloogia, viroloogia, mükoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt40,0
3. Terviseuuringud3.11. Terviseuuringutega seotud uuringud, näiteks biokeemia, geneetika, mikrobioloogia, biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika ja bioinformaatikaB200 Tsütoloogia, onkoloogia, kantseroloogia3.1. Biomeditsiin (anatoomia, tsütoloogia, füsioloogia, geneetika, farmaatsia, farmakoloogia, kliiniline keemia, kliiniline mikrobioloogia, patoloogia)30,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T360 Biokeemiatehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).30,0
AsutusRollPeriood
Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituutkoordinaator01.01.2015−31.05.2018
PerioodSumma
01.01.2015−31.12.201567 155,00 EUR
01.01.2016−31.12.201667 155,00 EUR
01.01.2017−31.12.201767 155,00 EUR
01.01.2018−31.05.201867 155,00 EUR
01.01.2019−31.12.20190,00 EUR
268 620,00 EUR

Nanosuuruses (1-100 nm) materjalide kasutamisele pannakse suuri lootusi erinevates tööstusharudes. Üheks nanoosakeste olulistest kasutusaladest on antimikroobsed ravimid ja pinnad. Umbes kolmandikus nanoosakesi sisaldavates tarbekaupades, näiteks tekstiilides, hügieenitarvetes, kattematerjalides, on nanoosakesi kasutatud nimelt soovimatute mikroobide leviku takistamiseks. Käesoleva projekti peamiseks eesmärgiks on välja töötada kogum in vitro toksikoloogilisi meetodeid, mis aitaks kaasa antimikroobsete, ent samal ajal tarbijale võimalikult ohutute, materjalide eesmärgipärasele väljatöötamisele. Peamiselt keskendutakse antimikroobsete omadustega hõbeda, vase, titaandioksiidi ja tsingi nanoosakeste modifitseerimisele ja tehtud muudatuse biomõjude hindamisele. Väljatöötatud materjale planeeritakse hiljem kasutada antimikroobsete lisadena pinnakatetes ja teistes maatriksites, samuti hügieenitarvetes.
Nanosized (1-100nm) materials have big expectations in almost every industrial domain. Currently one of the most important areas is development of novel nanoantimicrobials. From nanotechnological consumer products currently on the market about 30% are designed to avoid spreading of unwanted microbes. These products involve novel nanomaterials for surface treatments, incorporation into various textiles as well as creating new biocidal preparations to desinfect the skin. The main goal of the current project is the development of a biological tool-box - a suite of in vitro methods using various bacteria and mammalian cells - for ’safe-by-design’ approach in developing highly efficient nano-antimicrobial materials with minimum unwanted side-effects to humans. The main emphasis will be given to design and testing of silver, copper, titanium dioxide and zinc nanoparticles that could be later used in surface coatings, antibacterial matrices e.g., textiles, and potentially, skin disinfectants.
Projekti peamine eesmärk oli, kasutades kogumit in vitro toksikoloogilistest meetoditest, töötada välja antimikroobseid, ent tarbijale võimalikult ohutuid, materjale. Materjalid planeeriti kas Ag, Cu, TiO2 või Zn sisaldavate nanosuuruses (1-100 nm) osakeste põhjal. Projekti algstaadiumis valminud kirjanduse ülevaatest selgus, et valitud nanoosakestest olid mikroobide vastu kõige efektiivsemad Ag osakesed. Nanoosakeste mõju uurimine imetajarakkudele in vitro testsüsteemides näitas, et nii Zn, Cu kui Ag põhinevad nanoosakesed omasid teatud tsütotoksilisi mõjusid. Nanoosakeste antimikroobsete ja tsütotoksiliste kontsentratsioonide võrdlemine näitas, et Zn põhinevad osakesed olid antimikroobsed kõrgemates kontsentratsioonides kui tsütotoksilised, et Cu põhinevad nanoosakesed olid antimikroobsed vaid veidi madalamates kontsentratsioonides kui tsütotoksilised ning et Ag nanoosakestel oli kõige suurem erinevus antimikroobsete ja tsütotoksiliste kontsentratsioonide vahel. Kuna nanoosakesed ei erine mitte ainult oma keemilise koostise vaid ka suuruse ning pinnaomaduste poolest, uuriti eri suuruse ning kattega hõbeda nanoosakeste interaktsioone inimrakkudega ja selle olulisust tsütotoksilisuses. Leiti, et hõbeda nanoosakeste tsütotoksilisuse määrab rakkudesse jõudnud hõbeda fraktsioon, mis on enamasti kõrgem väiksemate (10 nm vs 100 nm) ning positiivse pinnakattega nanoosakeste puhul. Näidati ka, et teatud nanoosakeste pinnakatted (nt. fosforüülkoliin) soodustavad nende liikumist läbi aju-verebarjääri. Eelnevat arvesse võttes töötati välja võimalike antimikroobsete pinnakatete formulatsioonid, mis põhinesid (i) vase oksü-hüdroksiidi nanoosakestel ning (ii) fotokatalüütiliste metallioksiidide hõbedaga dopeeritud nanoosakestel. Vase oksü-hüdroksiidi osakeste peamiseks kasutusalaks pakuti antimikroobseid haavamäärdeid, hõbedaga dopeeritud fotokatalüütilisi nanoosakesi aga kasutati õhukestes pinnakiledes ja projekti lõpuks viidi need nanoosakesed ka polümeermaatriksisse.