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

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

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

PSI szálak - elektromos szálhúzás PSI - poli-szukcinimid

Mesterséges extracelluláris mátrix PSI szálak - elektromos szálhúzás Mesterséges izom modell

PSI szálak - Mikroszkópos vizsgálat SEMKonfokális mikroszkópAtomerő mikroszkóp (AFM) - biokompatibilis - rugalmas - mechanikailag stabil - hidrofil, hidrofób - alakítható - könnyen módosítható felületi csoportok Elő kísérletek az Orálbiológia Tanszékkel fog eredetű sejteken Szál átmérő: 0,1-3  m

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

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

Kölcsönhatás élő rendszerekkel 5, 20, 100  g/ml Biokompatibilis Sejtmembránon történő átjutás: endoszomális, lizoszómális felhalmozódás A549 Clathrin 20’ impulzus 20’ impulzus + 6 h inkubáció NINCS se citotoxikus, se antiproliferatív hatás

PSI szálak+mágneses részecskék 3D szerkezet Mágneses AFM Fázis kép Konfokális mikroszkóp 2 γ mikroszkóp

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

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

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

Ciszteaminnal keresztkötött PSI gél gömbök Jól definiált, ugrásszerű változás a duzzadásfokban a környezeti paraméterek változ(tat)ására: Redoxpotenciál Diszulfid híd ↓ Nyitó-záró mechanizmus H 2 O pH=8 PASP gél Ciszteaminnal és diamino butánnal keresztkötve

Poliszukcinimid (PSI) Előállítás: Termikus polikondenzációval L-aszparaginsavból.  98% H 3 PO 4 Vákuum n PSI hidrolizálva → poliaszparaginsav(PASP) Biokompatibilis PSI →PASP anhidridje Keresztkötők: dibutil amin, ciszteamin, cisztein Biodegradábilis polimerek: Poli-glicerin-szebacinsav Poli-glicerin-citromsav PGS

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