Ich badania pomogą chorym onkologicznie i turystom w zagrożeniu. Liderzy na Politechnice Krakowskiej otrzymają granty w wysokości 1,8 mln zł

LIDER jest programem NCBiR skierowanym do naukowców na początku kariery. Jego celem jest poszerzenie kompetencji w samodzielnym planowaniu prac badawczych oraz zarządzaniu własnym zespołem podczas realizacji projektów, których wyniki mogą mieć praktyczne zastosowanie i posiadają potencjał wdrożeniowy. Maksymalna wysokość dofinansowania projektu wynosi 1,8 mln zł.

Mgr inż. Dagmara Słota, doktorantka Szkoły Doktorskiej PK (realizuje doktorat w Katedrze Inżynierii Materiałowej pod kierunkiem promotor prof. Agnieszki Sobczak-Kupiec) otrzyma wsparcie w wysokości 1 706 450 zł na projekt pt.: „Bioaktywny, kompozytowy granulat o potencjale do biodruku 3D”, który zakłada opracowanie innowacyjnych materiałów do wykorzystania w implantologii. Jak wyjaśnia badaczka wykorzystanie technologii druku 3D do drukowania ubytków kości jest realną szansą na ratowanie zdrowia i życia pacjentów po wypadkach lub tych zmagających się z chorobami prowadzącymi do deformacji czaszki.

– Technologia ta umożliwia wydrukowanie spersonalizowanych implantów, dostosowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta. Niezbędny jest jednak w tym celu odpowiedni, biokompatybilny i bioaktywny materiał, który może być bezpiecznie wszczepiony do organizmu. Głównym celem mojego projektu jest opracowanie kompozycji i technologii wytwarzania innowacyjnego materiału do druku 3D implantów kości czaszki, w tym kości ciemieniowej, czołowej i skroniowej. Wytworzony w postaci granulatu materiał będzie charakteryzować się szeregiem cech, nowych lub w znacznym stopniu ulepszonych w stosunku do dostępnych na rynku komercyjnie oferowanych materiałów klasy medycznej – mówi mgr inż. Dagmara Słota.

Materiał o akronimie "OsteoKomp" wykazywać będzie biomimetyczny charakter, czyli swoją strukturą będzie imitować strukturę naturalnej kości. – Będzie też wykazywać bioaktywność – przez stymulację komórek kościotwórczych do namnażania - oraz porowatość, która umożliwi wrastanie w docelowy implant naczyń krwionośnych, przez co łatwiej będzie go umocować w organizmie, a ewentualne ryzyko dyslokacji i przesunięcia zostanie zminimalizowane. Materiał będzie też trwały w warunkach organizmu, dzięki czemu implant nie będzie musiał być wymieniany – zapowiada Dagmara Słota.

Niezwykle ważne dla pacjentów onkologicznych wyzwanie podejmie w swoich badaniach dr inż. Przemysław Zaręba z Katedry Technologii Chemicznej i Analityki Środowiskowej Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK. Z programu LIDER będzie realizował projekt pt. „Nowe ligandy receptora 5-HT5A zdolne do hamowania sygnalizacji szlaku PI3K/Akt/mTOR jako dualne podejście w leczeniu opornego na kastracje raka gruczołu krokowego”, na który NCBiR przyznał finansowanie w wysokości 1 799 325 zł. Rak prostaty (PC) należy do najliczniej rozpoznawanych nowotworów w Europie. W lego leczeniu, mimo początkowej skuteczności najczęściej stosowanej terapii pozbawienia androgenów, ostatecznie komórki nowotworowe często przystosowują się do jego niskich stężeń i rozwijają się w kierunku raka opornego na kastrację.

– Najnowsze badania sugerują zwiększoną ekspresję receptora serotoninowego 5-HT5AR w komórkach raka prostaty, a jego blokowanie ma działanie hamujące receptor androgenowy, jak również spowalniające rozwój PC. Pośrednie wpływanie na poziom androgenów przez 5-HT5AR może przynieść wiele korzyści terapeutycznych, w tym obniżyć toksyczności oraz lekooporność pacjentów – mówi dr inż. Przemysław Zaręba.

Naukowiec tłumaczy, że w karcynogenezie prostaty i oporności na kastrację istotną rolę odgrywa szlak 3-kinazy fosfatydyloinozytolu (PI3K). Co istotne, istnieje wzajemne oddziaływanie między szlakiem PI3K/AKT a sygnalizacją receptora androgenowego. To może wskazywać na potencjalne korzyści płynące z zastosowania terapii skojarzonej, opartej na sygnalizacji androgenowej oraz PI3K/AKT. – Celem naszego projektu jest opracowanie nowej grupy niskocząsteczkowych modulatorów, skutecznych w leczeniu raka prostaty opornego na kastracje. Proponujemy zastosowanie chimerycznych, dualnych modulatorów, zdolnych do zmian w sygnalizacji androgenowej oraz PI3K/AKT – zdradza Przemysław Zaręba.

W projekcie zaplanowano ocenę aktywności przeciwnowotworowej in vitro i in vivo oraz badanie mechanizmu działania opracowanych związków. Najbardziej aktywne ligandy zostaną przebadane pod kątem potencjalnej toksyczności. Prace nad nowymi cząsteczkami będą prowadzone z zastosowaniem ekologicznych metod syntezy.

Na rozwijanie projektu łańcucha kompozytowego, nieprzewodzącego ładunku elektrycznego wraz z systemem kotwienia, dr inż. Krzysztof Ostrowski z Katedry Konstrukcji Mostowych Metalowych i Drewnianych Wydziału Inżynierii Lądowej otrzyma środki w wysokości 1 779 398,50 zł. Lekki i wytrzymały łańcuch kompozytowy, wykorzystujący surowce odpadowe z tworzywa sztucznego, ma się cechować specjalnymi właściwościami – przede wszystkim nie będzie przewodzić ładunku elektrycznego. Dzięki temu w przyszłości może być wykorzystywany do zabezpieczeń w zakładach przemysłowych oraz np. na wysokogórskich szlakach turystycznych.

– Na jakie ryzyka wystawieni się turyści w górach pokazała tragedia z Tatr z 2019 r., gdy porażenie piorunem spowodowało śmierć 5 osób i poważne obrażenia u 150 turystów. Podczas burzy w górach chcieli się zabezpieczyć przed upadkiem, łapiąc się zabezpieczającego szlak stalowego łańcucha. To skończyło się tragicznie. Zaprojektowanie łańcucha kompozytowego i kotew z wykorzystaniem odpadowych tworzyw sztucznych pozwoli zwiększyć bezpieczeństwo w górach. Taki łańcuch uzyska przewagę nad konkurencyjnymi elementami metalowymi głównie z uwagi na eliminację istotnych wad tradycyjnych łańcuchów i kotew metalowych. Te wady, szczególnie niebezpieczne np. w górach, to przewodzenie ładunku elektrycznego oraz korozja - mówi dr inż. Krzysztof Ostrowski: - Z kolei modyfikacja tworzyw sztucznych, które posłużą nam do opracowania rozwiązania, dodatkami i domieszkami pozwoli uzyskać wzmocniony kompozyt, dzięki czemu mamy nadzieję wykonać bezpieczny i trwały łańcuch o optymalnej wytrzymałości mechanicznej i sztywności - dodaje.

Projekt zespołu dr. inż. Krzysztofa Ostrowskiego obejmuje: wytworzenie mieszanek kompozytowych; w tym uniepalnionych, o właściwościach antystatycznych, luminescencyjnych, nieprzewodzących ładunku elektrycznego, zaprojektowanie wysokowytrzymałościowej mineralnej zaprawy mocującej dedykowanej wklejanym kotwom kompozytowym, zaprojektowanie innowacyjnej geometrii ogniwa łańcucha i kotwy z wykorzystaniem metody elementów skończonych oraz wytworzenie i badania mechaniczne kompozytowego łańcucha i kotwy w procesie formowania wtryskowego. Mieszanki kompozytowe, z których zostaną wytworzone próbki, zaprawy cementowe, łańcuchy oraz kotwy będą poddane badaniom nieniszczącym, starzeniowym i niszczącym, tak, by w finale prac powstał produkt gotowy do krajowej oceny technicznej, stwierdzającej przydatność wyrobów do stosowania, a więc w dalszym kroku wprowadzenia na rynek.

Oto najcenniejsze marki na świecie!