- ŠIFRA PROJEKTA: N3-0059 (D)
- NAZIV PROJEKTA: Plazemsko podprto zdravljenje ran in topikalni vnos molekul
- VODJA PROJEKTA: dr. Cvelbar Uroš (IJS)/prof. dr. Gregor Serša (ONKOLOŠKI INŠTITUT)
- TRAJANJE: 1. 1. 2017 - 31. 12. 2020
- SESTAVA PROJEKTNE SKUPINE
- RAZISKOVALNE ORGANIZACIJE: (1) Institut 'Jožef Stefan' in (2) ONKOLOŠKI INŠTITUT LJUBLJANA
- FTE: 1,07 FTE (skupno), Onkološki inštitut: 0,5 FTE
- FINANCIRANJE: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Vsebinski opis projekta
Predloženi projekt obravnava raziskave interakcije atmosferske plazme s kožo za izboljšanje celjenja ran in novega topikalnega vnosa molekul skozi kožo. Poseben poudarek projekta bo usmerjen v poglobitev razumevanja fizikalne kemije plazemsko podprtih interakcij s kožo, ki so odgovorne za hitrejše celjenju ran ali pospešen vnos topikalnih molekul skozi kožo.
Za raziskave bomo uporabili plazmo generirano na atmosferskem pritisku ali t.i. atmosfersko-tlačno plazmo, ki velja za napredno orodje v medicine. Aktivni delci generirani v plazmi namreč lahko uničijo mikroorganizme na temperaturno občutljivih površinah kot je človeška koža ali pa celo pripomorejo k zdravljenju svežih in kroničnih ran. Taka obdelava lahko združi dezinfekcijo in terapevtske učinke. Predvidevamo, da bodo rezultati projekta postavili znanstveno osnovo za klinično testiranje celjenja ran in neboleč vnos učinkovin-zdravil skozi kožo.
Faze projekta in njihova realizacija
V prvem koraku predlaganega projekta bomo uporabili napredne metode za diagnostiko plazemskih curkov generiranih pri različnih parametrih na atmosferskem tlaku, ki jih bomo uporabili za biomedicinske aplikacije, z namero določanja aktivnih vrst in kasnejšega razumevanja njihovih interakcij z materialom ter odziv kože. Natančneje, kvantitativno bomo določili absolutne vrednosti gostote in toka plazemskih radikalov ter drugih kemijsko reaktivni plazemskih vrst (nevtralni atomi, vzbujeni atomi in molekule, ipd.). V drugem koraku bomo raziskovali interakcijo plazme s površinami s povečano kompleksnostjo, pri čemer bomo pričeli s suhimi materiali, ki simulirajo kožo v zadnji fazi pa izvedli teste na živalskih modelih. To kompleksnost pa bomo povečali s sistemi, ki vsebujejo vodo (simulacija vlage), kri in biofilm (simulacija rane na koži). V zadnji fazi pa bomo izvedli in-vivo eksperimente na miših, kjer bomo opazovali dinamiko odziva in celjenje ran na koži ter količino vnosa zdravil skozi kožo. Predvidevamo, da bodo rezultati projekta postavili znanstveno osnovo za klinično testiranje celjenja ran in neboleč vnos učinkovin-zdravil skozi kožo.
Vodji projekta imata številne izkušnje s področja interakcije plazme s površinami, plazemske biomedicine, plazemske diagnostike in tudi plazemske dezinfekcije površin. Oba sodelujeta tudi kot MC člana v EU COST projektu MP1101 “Biomedical Applications of Atmospheric Pressure Plasma Technology”. Obe raziskovalni skupini se dopolnjujeta: belgijska skupina razpolaga z znanji za izvedbo plazemskih izvorov, napredno plazemsko diagnostiko z laserji in optično emisijo, interakcijo plazemskih vrst s površinami in atmosfersko-tlačnimi plazmami; slovenska skupina sestavljena iz Instituta “Jožef Stefan” in Onkološkega inštituta Ljubljana pa z znanji o plazemskih tehnologijah in diagnostiki plazme z električnimi sondami, površinskimi analiznimi tehnikami, pripravo površin s plazmami, bio-nanosi, plazemsko medicino, obdelavami celic in njihovim označevanjem ter in-vivo živalskimi modeli. Projektno delo je organizirano skladno s kompetencami partnerjev, kjer je za prvi del izvedbe projekta zadolžen belgijski partner, za drugi del in testiranja pa slovenski partner. Rezultati projekta bodo objavljeni v najuglednejših revijah s področja biomedicine, fizikalne kemije in plazemskih tehnologij. Zanimive tehnološke rešitve za medicinsko industrijo pa bodo zaščitene s patenti. Projekt vključuje mlade raziskovalce in podoktorske študente ter je skladen s prioritetnimi področji EU, Republike Slovenije in Belgije. Splošno predvidevamo, da lahko rezultati teh raziskav pomenijo preboj v plazemski medicini saj predstavljajo alternativno metodo zdravljenja ran brez oralnega jemanja zdravil ali fizikalno invazivnih medicinskih tehnik za človeško telo.