ID-ul Proiectului:
128PED din 03/01/2017
Director de Proiect:
Ionut Enculescu
Tipul proiectului:
National
Programul de incadrare al proiectului:
PED
Finantare:
Romanian National Authority for Scientific Research, UEFISCDI
Contractor:

INCD Fizica Materialelor

Status:
In progress
Data de inceput:
Tuesday, 3 January, 2017
Data finalizarii:
Tuesday, 3 July, 2018
Rezumatul Proiectului:

Proiectul are ca obiectiv dezvoltarea unui sistem “inteligent” de administrare transdermala a medicamentelor folosind geluri termoresponsive si plase metalice nanometrice. Plasele metalice sunt folosite ca electrod flexibil pentru incalzirea gelului, la incalzire acesta eliberand elementul activ. Cresterea locala a temperaturii permite si patrunderea mai usoara a elementului activ prin stratum corneum, bariera care limiteaza de obicei procesele de administrare a medicamentelor pe aceasta cale. Sistemul permite in acest mod un control facil al administrarii de medicamente.
Proiectul se bazeaza pe rezultatele deja obtinute de echipa de lucru in domeniul abordat. Astfel plasele metalice vor fi fabricate prin electrofilarea unor fibre polimerice ce ulterior sunt acoperite cu metal prin evaporare sau sputtering. Prin efectul Joule poate fi controlata cu usurinta temperatura acestei plase atat prin curent direct cat si prin inductie, permitand automatizarea procesului de dozare a medicamentelor. Abordarea este una originala cu potential deosebit relativ la tendintele actuale ale pietii.

Obiectivele proiectului:

Obiectivul principal al proiectului este de a dezvolta o arhitectura noua de dispozitiv pentru administrare controlata transdermala a medicamentelor. Vor fi folosite geluri termoresponsive si plase metalice nanometrice ca elemente constitutive.

Echipe:

Proiectul este realizat de grupul de nanostructuri functionale din INCD Fizica Materialelor

2017

In cadrul proiectului au fost demarcate cercetarile pe doua directii principale si anume: de optimizare a sistemelor de fibre electrospinate acoperite cu electrozi metalici pentru a fii folosite ca microincalzitoare pentru gelurile ce contin sistemele active si studii referitoare la natura gelurilor folosite/proprietatile acestora in absorbtia si eliminarea controlata a unor substante chimice. Au fost folosite sisteme de fibre depuse aleator si ordonat si diferite tipuri de contacte pentru a se determina eficienta incalzirii. Au fost comparate rezultatele experimentale cu cele date de modele specific dezvoltate pentru aceste sisteme obtinandu-se in final o eficienta foarte buna a sistemului precum si o corelare intre experiment si model. Folosind datele mentionate au fost determinate configuratiile optime de functionare ale dispozitivului.

Testarea diferitelor tipuri de geluri termoresponsive s-a facut folosind poli(N-izopropilacrilamida) (PNIPAm) datorita numeroaselor avantaje pe care le prezinta precum: biocompatibilitate, usurinta in prepapare, capaitatea de a se contracta la temperatura corpului uman, posibilitatea cresterii temperaturii de elibera tranzitie prin copolimerizarea cu alti compusi, etc. Au fost identificate probele cu caracterisiticile optime pentru eliberarea medicamentelor, probe ce urmeaza a fi testate in forma finala in urmatoarea etapa a proiectului.

2018

 

In cadrul acestui proiect a fost dezvoltata o configuratie noua, flexibila si ieftina de plasturi ce pot fi folositi la administrarea transdermala controlata a medicamentelor. Dispozitivul fabricat consta intr-o platforma pentru incalzire sub forma de microfibre acoperita cu un hidrogel termosensibil si anume poli(N-izopropil acrilamida) folosita ca si matrice pentru incorporarea moleculelor active.

Procedeul de fabricare presupune doi pasi importanti. Primul se refera la obtinerea incalzitorului prin prepararea fibrelor de poli(metacrilat de metil) si acoperirea acestora cu un film subtire de aur, urmata de atasarea acestora de substraturi flexibile de poli(etilen tereftalat). In cel de-al doilea pas, microincalzitorul a fost incapsulat in folie de poli(etilen tereftalat) si acoperit cu un film de poli(N-izopropil acrilamida). Pentru a evidentia functionalitatea dispozitivului fabricat, filmul de hidrogel a fost gonflat cu solutii de albastru de metilen si a fost apoi incalzit datorita efectului Joule prin aplicarea unei tensiuni pe fibrele metalizate. Profilele de eliberare pentru albastru de metilen cand plasturele a fost incalzit au fost comparate cu cele ale plasturelui neincalzit observandu-se o crestere de 4 ori. De asemenea, s-a urmarit si influenta parametrilor e.g. morfologia si compozitia filmului de hidrogel, tensiunea electrica aplicata pentru incalzire si concentratia solutiei de albstru de metilen utilizata la eliberare. Rezultatele obtinute indica faptul ca plasturele fabricat poate fi utilizat ca instrument pentru administrarea transdermala de medicamente.

Imagini cu patch-ul ce poate administra medicamentele in mod controlat.

Polypyrrole actuator based on electrospun micro-ribbons, ACS Applied Materials and Interfaces 2017, 9 (43), pp 38068–38075 Publication Date (Web): October 4, 2017 (Research Article) DOI: 10.1021/acsami.7b13196