Nowe funkcjonalne kompozyty typu MOF@hydroksyapatyt do leczenia bakteryjnych infekcji kości
Typ projektu: NCN PRELUDIUM 23
Kierownik projektu: mgr inż. Weronika Bodylska
Numer projektu: 2024/53/N/ST11/00880
Opis projektu:
Infekcje kości obejmują głównie zapalenie kości i szpiku związane z przeszczepem lub złamaniem. Problemy te od dawna stanowią wyzwanie w ortopedii, ponieważ infekcja może znacząco wpłynąć na miejscową tkankę i zdolność regeneracji kości, utrudniając gojenie się ubytku.
Tradycyjne leczenie takich infekcji jest wieloetapowe i może obciążać pacjentów długim czasem antybiotykoterapii. Dlatego też opracowanie materiałów o podwójnej funkcji antybakteryjnej i regeneracyjnej w jednym etapie byłoby strategią leczenia o dużym znaczeniu klinicznym.
Aby sprostać powyższym problemom w projekcie otrzymane zostaną nowatorskie materiały kompozytowe zawierające nanocząstki hydroksyapatytu (HA), pokryte warstwą sieci metaliczno-organicznych typu MOF (ang. metal-organic framework) tytanu(IV) lub srebra(I) o właściwościach antybakteryjnych i regeneracyjnych.
Oczekujemy, że generowane przez Ti-MOF reaktywne formy tlenu (ROS) oraz uwalniane jony Ag+ z Ag-MOF będą odpowiedzialne za antybakteryjne właściwości materiałów typu MOF@HA. Efekt ten będzie wzmocniony przez kontrolowane uwalnianie znanych leków antybakteryjnych np. gentamycyny z układu typu lek@Ti-MOF@HA.
Regeneracyjne działanie nowych kompozytów zapewni syntetyczny hydroksyapatyt, który charakteryzuje się wysokim stopniem osteointegracji, biokompatybilnością, bioaktywnością i jednoczesnym brakiem toksyczności.
Aby potwierdzić założone hipotezy badawcze dokonamy oceny antybakteryjnego działania kompozytów wobec wybranych szczepów bakterii. Określona zostanie zarówno biokompatybilność in vitro oraz możliwość osteointegracji po aplikacji MOF@HA. Planowane jest również określenie właściwości nanomechanicznych, aby zaproponować w jaki sposób materiały te mogą być podawane pacjentom.
Realizacja tego projektu umożliwi opracowanie i scharakteryzowanie nowej grupy zaawansowanych materiałów o zwiększonej aktywności biologicznej i funkcjonalności, zwiększając tym samym możliwości aplikacyjne biomateriałów w przyszłości. Rozwijanie takiego kierunku badań może znacząco przyczynić się do nowego podejścia do pacjentów cierpiących na infekcje bakteryjne kości po leczeniu implantologicznym.
