"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT431
PUT431 "Nanomeditsiinile suunatud ülistabiilsete metalsete nanoosakeste sünteesi taotlus (1.01.2014−31.12.2017)", Erwan Yann Rauwel, Tallinna Tehnikaülikool, Inseneriteaduskond, Tartu kolledž, Tallinna Tehnikaülikool, TTÜ Tartu Kolledž.
PUT431
Nanomeditsiinile suunatud ülistabiilsete metalsete nanoosakeste sünteesi taotlus
Ultrastable metal nanoparticles synthesis aimed at applications in nanomedicine
1.01.2014
31.12.2017
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Otsinguprojekt
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T490 Biotehnoloogia 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).50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT350 Keemiatehnoloogia ja -masinaehitus1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)50,0
PerioodSumma
01.01.2014−31.12.201441 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201541 400,00 EUR
01.01.2016−31.12.201641 400,00 EUR
01.01.2017−31.12.201741 400,00 EUR
165 600,00 EUR

Pidev seadmete mõõtmete vähendamise vajadus suunab nanomaterjalide üha intensiivistuvaid uuringuid. Tänu oma spetsiifilistele keemilistele ja füüsikalistele omadustele on viimastel aastakümnetel erilise tähelepanu alla sattunud metallilised nanoosakesed,, mis võimaldavad neid kasutada mitte ainult andmesalvestuses ja meditsiinis, vaid ka katalüüsis,optilises elektroonikas ja vähiravis, Hiljuti õnnestus meil luua meetod surfaktandivabade metallilisete nanoosakeste loomiseks, kasutades mittehüdrolüütilisi sool-geel protsesse. Tulemuseks on nende osakeste ülikõrge stabiilsus, mis oluliselt laiendab nende kasutusala.Käesoleva uurimusel on kaks eesmärki: esiteks, optimeerida MNP (Co ja Ag) sünteesi ja määrata nende parameetrid ja teiseks testida ning uurida nende kasutamist nanomeditsiinis (näiteks vähiravis ja geenitranspordis).
The constant need for smaller and more efficient devices has spurred research towards new nanoscale materials.. During the last decades, metal nanoparticles (MNP) have attracted considerable attention due to their specific chemical and physical properties manifesting high potential applicability in not onlymagnetic data storage, magnetic hyperthermia therapy, gene delivery via magnetic nanoparticles, but also in catalysis, optoelectronics and cancer therapy for noble-MNPs. We recently developed a new method to produce surfactant-free ultrastable MNPs using a non-hydrolytic sol-gel process. Their unusual stability in air allows applications,difficult to implementwith metal nanoparticles produced using conventional methods. The goal of this study is 2 fold: first, optimize the synthesis and fully characterize the MNPs (Co and Ag) and secondly functionalize them and test them for applications in nanomedecine like cancer treatment and gene delivery.
Vajadus tõhusate süsteemide vastu on tekitanud teadusringkondades tungi arendada tarku nanoskaalas materjale. Meie teadusrühm on töötanud välja optimeeritud meetodi tootmaks ülistabiilseid ja puhtaid metalli nanoosakesi suunitlusega biomeditsiini sektorile. Töö hõlmab nii katsetamist nanomeditsiinis kui ka materjalide omaduste täielikku analüüsi. Näiteks on hõbeda nanoosakesi testitud antimikroobse töötlemise jaoks ökoehituses, kus on eesmärgiks võetud põhuehituses kasutatavate ehitusmaterjalide muutmine hallituskindlaks. Ka koobalti nanoosakesed omavad efektiivset biotsiidset mõju mikroorganismidele ning nii hõbe kui ka koobalt näitasid meie testides ka väga mõjusat vähivastast toimet (eesnäärme-, seedeelundkonnavähk) ilmutades vähest mõju tervetele rakkudele. Oleme täheldanud, et koobalti nanoosakesed on võimelised vähirakku sisenema ning seeläbi haigestunud raku hävitama. Siiski on tarvis välja töötada bioühilduv kate, mis aitaks koobalti nanoosakesi vähiravis tõhusamalt kasutada. Superparamagneetilised omadused, mis nanoskaalas koobalti nanoosakestel ilmnevad, on sobilikud, et neid saaks kasutada hüpertermiliseks vähiraviks, kuna neid saab organismis magnetvälja abil juhtida. Kuna hõbeda nanoosakesed on vähemtoksilised, on koobalti nanoosakesed kaetud hõbedaga, mis jällegi aitab antud nanokomposiidil olla paremaks ning ohutumaks kandidaadiks vähiravi valdkonnas. Lisaks on meie sünteesitud nanoosakesi testitud veepuhastuses, kus nad on võimelised väga efektiivselt raskemetalli ioone ning radioaktiivseid elemente ohutult koobalti kompleksühenditena eemaldama. Abimaterjalina kasutatud liiv on osutunud efektiivseks lisaatribuudiks, et filtreerida ka tööstuslikku heitvett, mis on oluliselt saastunum kui joogivesi. Selline nanokomposiitne filtersüsteem on sobilik kasutamiseks kaevanduses, veepuhastus-ettevõtetes, tuumajaamades ning teistes taolistes kohtades, kus heitvesi sisaldab tihti suurtes kogustes tervisele kahjulikke raskemetalle ning radioaktiivseid elemente.