FOTOPOL Procesare fotonica de bio polimeri Proiect Nr. 71-111 /14.09.2007

1. FOTOPOLProcesare fotonica de bio polimeriProiectNr. 71-111 /14.09.2007 Contractor: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei (INFLPR) Director Proiect: Dr. Maria DINESCU

2. Procesare fotonica de bio polimeri Valoarea proiectului: 2.098.450 lei Buget de stat: 2.000.000 lei Durata contractului: 33 luni http://ppam.inflpr.ro/FOTOPOL_ro.htm

3. Obiectivul general - elaborarea unor tehnologii de ultima generatie pentru procesarea fotonica a polimerilor la nivel micro si nanometric pentru aplicatii in medicina si biologie. • Obiectivele tehnologice: • a) realizarea unor ansambluri experimentale de mare performanta • b) sinteza si evaluarea de materiale polimerice noi cu aplicatii in medicina si biologie • c) dezvoltarea tehnologiilor de procesare fotonica a polimerilor • d) crearea de structuri polimerice functionale cu aplicabilitate in biologie si medicina. • e) testarea proprietatilor de biocompatibilitate a structurilor realizate • f) testarea structurilor 3D “scaffold” prin prepararea de grefe dermale si osoase • BENEFICIARI: • Institutele de cercetare (INFLPR, IB, ICMPP): Cunostintele acumulate in cadrul proiectului FOTOPOL au ajutat la cistigarea unui proiect NATO si a unui proiect european, pe tema procesarii laser (INFLPR) • Universitatea (UPB) – accesul studentilor la activitatea de cercetare implicata de proiectul FOTOPOL • Unitatile din sistemul sanitar, universitatile de medicina, prin implicarea societatii INCERPLAST

4. Etapa I - decembrie 2007 Studii privind prepararea polimerilor si metodele experimentale de procesare si caracterizare a materialelor polimerice cu aplicatii in medicina si biologie • Difractometru de raze X: 1.000 LEI din 158.000 LEI (valoare totala)

5. Etapa I - decembrie 2007 • Realizat • Studii privind obtinerea polimerilor pentru aplicatii in medicina, instrumentar medical si biologie, fotoprocesarea si caracterizarea acestora • Selectarea protocoalelor test pentru biocompatibilitate si toxicitate a polimerilor • Upgradarea sistemului de depunere MAPLE pentru obtinerea de filme subtiri polimerice (INFLPR) • Design-ul si constructia sistemului de „foto-scriere” 3D prin polimerizare cu 2 fotoni (INFLPR)

6. Suportul substratului Fascicul laser Substrat Material evaporat Suportul tintei Tinta Sistem de racire cu azot lichid Sistem de rotatie tinta Etapa I - decembrie 2007 Sistem LIFT/ Fotopolimerizare Sistem MAPLE

7. Etapa II - iunie 2008 Metoda de realizarerecepturisiprocesarefotonica depoliclorura de vinil. Elaboraremetoda de obtinere a unororgano-silicati Monocromator / spectrograf: 136.215,11 LEI (INFLPR) Difractometru de raze x (XRD): 13.785 LEI (INFLPR) Microscop optic cu lumina directa: 35000 LEI din 137.197,03 LEI (ICMPP) Masina de injectie: 37656 LEI din 150 626 LEI (INCERPLAST) Calculatoare electronice si echipamente periferice: 8832 LEI Mijloace de transport: 16 737 lei Total achizitii: 248.225,11 LEI

8. Etapa II - iunie 2008 • Realizat • S-au realizat 2 recepturi de PVC de uz medical • Structuri bi si tri dimensionale in policlorura de vinil prin foto procesare, caracterizate morfologic • Esantioane de policlorura de vinil, biocompatibile si non-toxice, procesate fotonic pentru eliminarea monomerului rezidual de clorura de vinil, caracterizate termic • Metoda de preparare silicati modificati organic • 6 metacrilati hibrizi fotopolimerizabili si s-au stabilit conditiile de obtinere a acestora in laborator pentru a evita reactii de polimerizare si/sau hidroliza.

9. Etapa II - iunie 2008 Imagine de microscopie optica a suprafetei unui film de PVC depus prin MAPLE LIFT Imagini ale materialului (PVC) transferat prin LIFT a) cu triazena ca strat intermediar; b) fara triazena ca strat intermediar

10. Etapa II - iunie 2008 Adeziunea celulelor pe placutele de policlorura de vinil iradiate laser Imagini de microscopie de fluorescenta a celulelor HeLa crescute pe suprafata de control standardizata pentru cresterea celuleleor in conditii optime. Adeziunea celulelor HeLa pe suprafata placutelor de policlorura de vinil obtinute in diferite conditii de iradiere: 266 nm, 4.5 mJ, 10 Hz si timp de iradiere 30s (A), 40s (B), 50s (C), 60s (D) sau 1064 nm, 10Hz, 60s si 80 mJ (D)

11. Etapa III - iulie 2009 Elaborare model experimental privind sintetizarea de silicati modificati organic : procesarea fotonica a acestora si caracterizarea lor

12. Etapa III - iulie 2009 • Realizat • S-au sintetizat 4 metacrilati hibrizi fotopolimerizabili • S-au preparat2 monomeri de tip oligomerhibrid care continlanturilungide polidimetilsiloxan • S-au produs 2 triacrilatiorganici, care pot fiutilizatidrept co-monomeriin procesul de polimerizare fotonica. • Structuri bidimensionale de ormosili, obtinute prin procesare fotonica (2PP); caracterizarea acestora • S-au preparat grefe dermale si osoase pe structurile 2D (celule stem mezenchimale umane si celule fibroblaste epiteliale)

13. Etapa III - iulie 2009 SIM 1: N,N’-(metacriloiloxietildietoxi- metilsililpropil) uree SIM 4: Trietoxisililpropilcarbamioloxi butilmetacrilat

14. Etapa III - iulie 2009 Celule stem mezenchimale umane Celule epiteliale MRC-5

15. Participare tineri cercetatori • Etapa 1: • Etapa 2: • Etapa 3:

16. Deplasari tineri • Etapa 2: • Valentina Dinca, Alexandra Palla-Papavlu, 18-25.06.08 Chania-Grecia, 6th European Symposium on Biomedical Engineering" • Lungu Adriana, Petre Celina, 28.05-01.06.08 Amsterdam, Olanda, The 8th World Biomaterials Congress • Valentina Dinca, conferinta New frontiers in micro and nano photonics, Florenta, Italia 21-27.04.08, “Avidin-biotin Mediated Assembly for 2D and 3D Micropaterning of Amyloid Peptides Using Laser Technologies” • Etapa 3: • Alexandra Palla-Papavlu si Antoniu Moldovan – schimb de experienta la partenerul 1, ICMPP, la Iasi • Catalin Goldner-Constantinescu, Frontiers in Polymer Science International Symposium Celebrating the 50th Anniversary of the Journal polymer, 7-9 June 2009 • Congress Centrum Mainz, Germania • Andreea Matei – schimb de buna practica cu la partenerii ICMPP,Iasi si IB, Bucuresti

17. Diseminare Etapa 2: • POSTER la Congresul de Chimie, 2nd EuCheMS Chemistry Congress 2008, Sept.16-20, Torino, Ialia, “Synthesis and evaluation of novel photoreactive hybridmonomers for composite resins”, V. Melinte, E.C. Buruiana, T. Buruiana, A. H. Aldea, M. Dinescu • POSTER la International Workshop on BIOMACROMOLECULES 2008, Stockholm, 1-4 June, 2008, “Laser Processing Biocompatible Polymers”, Eleonora Nemes, Maria Dinescu, Maria Stanica, Maria Rapa, Elena Grosu • Prezentari la The 8th World Biomaterials Congress, 28 Mai - 1 iunie 2008, Amsterdam, Olanda: • The Characterization of Some Dental Composites with Micro - and Nanofiller; A. Lungu, C. Ghiţulică, S. Gârea, G. Voicu, H. Iovu si Biocompatibility of Crosslinked Collagen Matrices with Osteoprogenitor Cells for Bone Defects Repairing, M.G. Albu, I. Titorencu, A. Lungu, V. Trandafir, V. Jinga, R Trusca

18. Etapa 3: • Prezentare orala la Conferinta ICO Topical meeting on “Emerging Trends and Novel Material in Photonics”, Grecia 6-9.10.2009, Two Photon Polymerization of ormosils, Maria Dinescu, A. Matei, M. Zamfirescu, G. Epurescu, C. Luculescu, E.C. Buruiana, T. Buruiana, C. Lazar, L. Sima, S.M. Petrescu • Prezentare invitatala Universitatea Johanes Kepler, Linz, Austria cu titlul: “Laser processing of advanced materials” , Maria Dinescu, 28 iulie 2009 • Poster la Epf’09 European Polymer Congress, Graz, Austria, 12-17 iulie 2009, “Synthesis and evaluation of novel alkoxysilane urethane/urea methacrylates for applications in dental composite resins”, T. Buruiana, V. Melinte, E.C. Buruiana, M. Dinescu • Poster la Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, September 9-12, 2009, ORGANIC AND INORGANIC NETWORK DEVELOPMENT IN ORMOSILS: EFFECTS ON THERMAL PROPERTIES, Adriana Lungu, Horia Iovu, Emil C. Buruiana, Tinca Buruiana, Alexandra Palla-Papavlu, Andreea Matei, Maria Dinescu • Poster la First international Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials, 15-19 martie 2009, Tours, Franta, New Nanocomposites Based on Methacrylic Polymers and Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, N. M. Şulcă, A. Lungu, S. A.Gârea, H. Iovu • Postere la Frontiers in Polymer Science International Symposium Celebrating the 50th Anniversary of the Journal polymer, 7-9 June 2009, Congress Centrum Mainz, Germania, Polyacrylic acid: thermal stability and thin films deposition by matrix assisted pulsed laser evaporation (MAPLE), C. Constantinescu, P. Rotaru, E. Morintale, V. Ion, Maria Dinescu si Thermal stability and thin films deposition of polyaniline by matrix assisted pulsed laser evaporation (MAPLE), C. Constantinescu, P. Rotaru, C. Luculescu, V. Ion, Maria Dinescu Prezentare orala acceptata la High Power Laser Ablation Conference, Santa Fe, USA, 18-22 Aprilie 2010, Two Photon Polymerization of ormosils A. Matei, M. Zamfirescu, G. Epurescu, C. Luculescu, M. Dinescu, E.C. Buruiana, T. Buruiana, C. Lazar, L. Sima, S.M. Petrescu

19. Diseminare Articole: N. M. Şulcă, A. Lungu, R. Popescu, S. A. Gârea, H. Iovu, New polymeric nanocomposites based on Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes,Revista Materiale Plastice, vol. 46, Nr. 1, 2009 N. M. Şulcă, A. Lungu, G. Voicu, S. A. Gârea, H. Iovu, Advanced characterization of polyhedral oligomeric silsesquioxanes used for nanocomposites synthesis, Revista Materiale Plastice, vol. 46, nr. 2, 124-128, 2009 N. M. Şulcă, A. Lungu, S. A. Gârea, H. Iovu, Monitoring the synthesis of new polymer nanocomposites based on different Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes using Raman Spectroscopy, J. Raman Spectrosc. 40, 1634–1640, 2009 Dinca V., Kasotakis E., Mourka A., Ranella A., Farsari M., Mitraki A., Fotakis C., Fabrication of amyloid peptide micro-arrays using laser-induced forward transfer and avidin-biotin mediated assembly,Physica Status Solidi C-Current Topics In Solid State Physics, Vol 5 (12), 3576-3579, 2008  Dinca, V; Kasotakis, E; Catherine, J, et al., Directed three-dimensional patterning of self-assembled peptide fibrils, Nano Letters Volume: 8 Issue: 2 Pages: 538-543, 2008   Dinca, V; Catherine, J; Mourka, A, et al., 2D and 3D biotin patterning by ultrafast lasers International Journal Of Nanotechnology Volume: 6 Issue: 1-2 Pages: 88-98, 2009

20. Participare proiecte internationale: • Proiect NATO SfP 982671Polymers Based Piezoelectric Sensor Array for Chemical Warfare Agents Detection (Polymer Sensor TFBAR) – Parteneri: Italia si Elvetia – 292.000 Euro, din care 242.000 Euro sint alocati INFLPR. (2007-2010) • Proiect FP7: STRP 033297 "Single step 3D DEposition of complex nanopatterned Multifunctional Oxides thin films" -  (3D-DEMO) (2006-2010) • Proiect FP7:247868 “e-LIFT— Laser printing of organic/inorganic material for the fabrication of electronic devices” 2009-2011