Modern Orvostudományi Technológiák a Semmelweis Egyetemen

1. Modern Orvostudományi Technológiák a Semmelweis Egyetemen Technológiai modul Nanokémiakutatócsoport Laborvezető: Prof. Zrínyi Miklós Dr. Hajdú Angéla

2. Biokompatibilis anyagok:Mesterséges mátrixok és nanorészecskék Technológiai modul A nanotechnológiától a mesterséges szövetig Dr. Hajdú Angéla Nanokémiakutatócsoport Laborvezető: Prof. Zrínyi Miklós

3. Célkitűzés • Bioanyagok előállítása: • Biokompatibilitás • Struktúra • Külső kontroll • Aminosav alapú polimer szálak: • Extracelluláris mátrix • Mesterséges izom • Mágneses folyadékok • MRI • Mágneses nyomon követés, hipertermia • Célzott bejuttatás

4. PSI szálak - elektromos szálhúzás PSI - poli-szukcinimid

5. PSI szálak - elektromos szálhúzás • Mesterséges extracelluláris mátrix • Mesterséges izom modell

6. PSI szálak - Mikroszkópos vizsgálat Konfokálismikroszkóp Atomerőmikroszkóp (AFM) SEM • biokompatibilis • rugalmas • mechanikailag stabil • hidrofil, hidrofób • alakítható • könnyen módosítható felületi csoportok Elő kísérletek az Orálbiológia Tanszékkel fog eredetű sejteken Szál átmérő: 0,1-3 mm

7. Mágneses folyadékok • Előállítás: lúgos hidrolízis • Primer részecskeméret: 10 nm, Hidrodinamikai átmérő: 100nm • Felületmódosítás • Negatív felületi töltés, karboxil csoportok. DLS VSM SEM

8. Mágneses rezonancia képalkotás Nanorészecskék felületének jelölése izotóppal → elő kísérletek NIVIC PET-MRI kontrasztanyag Nanorészecskék kölcsönhatása fehérjékkel→ megváltozott kontraszt hatás

9. 5, 20, 100 mg/ml 5, 20, 100 mg/ml Kölcsönhatás élő rendszerekkel Biokompatibilis NINCS se citotoxikus, seantiproliferatívhatás Sejtmembránon történő átjutás: endoszomális, lizoszómális felhalmozódás 20’ impulzus+ 6 h inkubáció 20’ impulzus A549 Clathrin

10. PSI szálak+mágneses részecskék Konfokálismikroszkóp Mágneses 3D szerkezet AFM Fázis kép 2 γ mikroszkóp

11. Összefoglalva • Elektromos szálhúzás -> extracelluláris mátrix, mesterséges izom modell • Mágneses folyadékok • MRI alkalmazás • Izotóppal jelölés • Fehérjékkel és sejtekkel kölcsönhatás vizsgálata • Mágneses polimer gél-szálak előállítása

12. Prof Zrínyi Miklós Dr Hajdú Angéla Dr Varga Zsófia Molnár Kristóf Juriga Dávid Bauer Andrea Rita László István Vass Gergő Botos Anita Janis Anett Tél András Simon Elza

13. PASP gél gömbök Jól definiált, ugrásszerű változás a duzzadásfokban a környezeti paraméterek változ(tat)ására pH Hőmérséklet Fémion-koncentráció Redoxpotenciál PASP gél gömbök reverzibilis duzzadása-zsugorodása Ca2+ ionok hatására 100mM Ca2+ PASP gél Ca2+ 0mM 5mM 10mM Átmérő: 3 mm 2,2 mm 1,3 mm

14. H2O pH=8 Ciszteaminnal keresztkötött PSI gél gömbök Jól definiált, ugrásszerű változás a duzzadásfokban a környezeti paraméterek változ(tat)ására: Redoxpotenciál • PASP gél • Ciszteaminnal és diamino butánnal keresztkötve • Diszulfid híd • ↓ • Nyitó-záró mechanizmus

15. D n 98% H3PO4 Vákuum Poliszukcinimid (PSI) • Előállítás: Termikus polikondenzációvalL-aszparaginsavból. PSI hidrolizálva→poliaszparaginsav(PASP) Biokompatibilis PSI →PASP anhidridje Keresztkötők: dibutil amin, ciszteamin, cisztein Biodegradábilis polimerek: Poli-glicerin-szebacinsav Poli-glicerin-citromsav PGS

16. Bioanyagok és biomimetikus anyagok kutatása • Biokompatibilis és/vagy biodegradábilis polimerek • nano mérettartományba • szabályozott- és célba juttatott hatóanyag-leadáshoz • tervezhetően lebomló biodegradábilis polimerek • önszerveződő struktúrák • mesterséges izmok • Magnetit nanorészecske alapú mágneses folyadékok • előállítása • stabilizálása • kontrasztképző hatásának vizsgálata MRI vizsgálatok során • kölcsönhatásuk különböző sejtvonalakkal (HeLa, MRC5, A549) • Szálképzést befolyásoló paraméterek: • Alkalmazott feszültség • Tűhegy és céltárgy távolság • Adagolási sebesség • Oldat viszkozitása • Oldat összetétele • Oldószer minősége