PN-III-P1.2-PCCDI-2017-0629 - BIONANOMATERIALE INOVATIVE PENTRU TRATAMENT SI DIAGNOSTIC (BIONANOINOV)

Denumirea proiectului: "BIONANOMATERIALE INOVATIVE PENTRU TRATAMENT SI DIAGNOSTIC"

Proiecte componente

  • "BIONANOMATERIALE PENTRU REGENERAREA TESUTURILOR, DIAGNOSTICUL, PREVENTIA SI TRATAMENTUL OSTEOPOROZEI"
  • “NANOCOMPOZITE INTELIGENTE PENTRU DIAGNOSTICUL SI TRATAMENTUL CANCERULUI OSOS”
  • “SONDE NANOSTRUCTURATE PENTRU DIAGNOSTIC”

ETAPE

Etapa 1:

CREAREA UNUI CADRU NECESAR PREVENTIEI SI TRATMENTULUI OSTEOPOROZEI. DEZVOLTAREA UNOR BIOCERAMICI PRIMARE DE TIPUL HAp/ZnO SI ZnHAp. SINTEZA BIOCERAMICILOR FOSFATICE CU CARACTER MORFO-STRUCTURAL CONTROLAT ȘI A NANOPARTICULELOR MAGNETICE STABILIZATE. REALIZAREA CONDITIILOR OPTIME DE OBTINERE SI CARACTERIZARE A UNOR NANOMATERIALE CERAMICE DE HIDROXIAPATITA DOPATA CU EUROPIU (EuHAp) FOTOLUMINESCENTE BIOCOMPATIBILE.

Etapa 2:

DEZVOLTAREA SI CARACTERIZAREA SISTEMULUI BIOCERAMIC COMPLEX  DE TIPUL ZnHAp/ZnO. DEZVOLTAREA DE SISTEME MULTIFUNCȚIONALE, REGENERATIVE ȘI ANTITUMORALE

Etapa 3:

FUNCȚIONALIZAREA OPTIMIZAREA NOILOR COMPOZITE BIOCERAMICE PENTRU UTILIZAREA LOR IN PREVENTIA SI TRATAMENTUL OSTEOPOROZEI. DEZVOLTAREA DE SISTEME MULTIFUNCȚIONALE INTELIGENTE DE TIP HA-FE3O4/AgAt. NANOMATERIALELOR CERAMICE FOTOLUMINESCENTE (EuHAp/CeHAp) BIOCOMPATIBILE FUNCŢIONALIZATE CU ANTIINFLAMATOARE

Etapa 4:

SELECTAREA UNOR COMPOZITE CERAMICE PENTRU UTILIZAREA IN APLICATII MEDICALE.

 

FACULTATEA DE MEDICINA SI FARMACIE „CAROL DAVILA” BUCUREȘTI

Contract Nr.: 43PCCDI/2018

Cod Proiect: PN-III-P1.2-PCCDI-2017-0629

Tip proiect: PN-III-P1-1.2-PCCDI

Durata proiect: 31.03.2018-30.09.2021

Abstract

In domeniul tratarii diferitelor boli, medicina depune eforturi deosebite pentru controlul factorilor favorizanti si al agentilor patogeni ai infectiilor. Dezvoltarea medicinii moderne este influentata de tehnologie iar in acest sens putem afirma ca o data cu dezvoltarea ingineriei tisulare s-a incercat crearea substituentului de tesut uman osos. Eforturile de cercetare din prezentul proiect prin cele patru proiecte componente implica activitati privind: 1- nanomateriale antimicrobiene; 2- bionanomateriale pentru regenerarea tesuturilor si diagnosticul, preventia si tratamentul osteoporozei; 3-nanocompozite inteligente pentru diagnosticul si tratamentul cancerului osos; 4- sonde nanostructurate pentru diagnostic. Cercetarile avansate privind obtinerea de bioceramici noi inteligente cu proprietati antiseptice in regenerarea tesutului osos impreuna cu caracterizarea lor fizico-chimica si biologica, implica elaborarea de protocoale de obtinere, analiza si profilaxie la nivelul animalelor de test. Aplicatia directa a biomaterialelor in vederea regenerarii tesutului in cazul osteoporozei va aduce date experimentale legate de caracterizarile structurale si morfologice ale nanomaterialelor impreuna cu date privind biocompatibilitatea si citotoxicitatea informatii care vor conduce la optimizarea compozitelor in functie de caracterul histologic comun animalelor de laborator. Avansand studiul nanocompozitelor inteligente se va deschide o directie legata de actiunea acestora in caz de cancer osos. Dezvoltarea de nanomateriale ceramice fotoluminescente biocompatibile este dedicata screening-ului tesutului osos, si in plus se va urmari functionalizarea acestor materiale cu antiinflamatoare urmarindu-se evaluarea in vivo precum su posibilitatea utilizarii ca sonde biologice. Statistica dezvoltarii aparitiei procesului de osteoporoza pe grupe de varsta si situarea incidentei acestuia cu precadere in limita (41-60) ani recomanda importanta studiilor propuse in acest proiect.

Obiectivul proiectului

Abordarea directiei de cercetare «Bionanomateriale inovative pentru tratament si diagnostic (BIONANOINOV)» reprezinta o conceptie noua si interdisciplinara privind abordarea studiului unui biomaterial complex, cu proprietati speciale si elaborarea sa ca material micro si/sau nanostructurat. Tematica acestui proiect se incadreaza in efortul mondial de valorificare a materialelor compozite cu aplicatii biomedicale.

Obiectivele principale ce urmeaza a fi realizate in cadrul proiectului complex constau in:

  • Obtinerea unor bionanomateriale pentru regenerarea tesuturilor, diagnosticul, preventia si tratamentul osteoporozei;
  • Obtinerea de nanocompozite inteligente pentru diagnosticul si tratamentul cancerului osos;
  • Obtinerea de nanocompozite ce ar putea fi folosite ca sonde nanostructurate pentru diagnostic.

De asemenea, agenda comuna a proiectului este directionata spre dezvoltarea capacitatii institutionale a institutiilor partenere ce alcatuiesc consortiul. Implementarea proiectului si atingerea indicatorilor propusi vor contribui semnificativ la dezvoltarea institutiilor ce alcatuiesc consortiul prin crearea de noi locuri de munca, prin cresterea vizibilitatii nationale si internationale a consortiului prin publicarea de articole stiintifice si participarea la manifestari stiintifice, prin intarirea infrastructurii si prin formarea de specialisti in domenii de interes national si international si nu in ultimul rand prin deschiderea de noi oportunitati de dezvoltare a unor colaborari internationale.

Rezultate estimate

In cadrul acestui proiect complex rezultatele estimate sunt strans legate de realizarea celor trei obiective majore ale proiectului. Rezultatele estimate in vederea realizarii primului obiectiv al proiectlui complex (« Bionanomateriale pentru regenerarea tesuturilor, diagnosticul, preventia si tratamentul osteoporozei ») constau in optimizarea unor tehnologii de laborator privind dezvoltarea unor bioceramici de tipul HAp/ZnO, ZnHAp si ZnHAp/ZnO pentru utilizarea lor in regenerarea țesuturilor, preventia și tratamentul osteoporozei. Rezultatele estimate in urma realizarii celui de-al doilea obiectiv al proiectului complex (« Nanocompozite inteligente pentru diagnosticul si tratamentul cancerului osos») consta in dezvoltarea de nanocompozite inteligente pentru diagnosticul si tratamentul cancerului osos, pe baza de fosfati de calciu, magnetita si nanoparticule de Ag. Vor fi obtinute bionanoceramici fosfatice cu structura si morfologie controlate cu sau fara dopanti și nanoparticule magnetice stabilizate si vor fi dezvoltate atat sisteme multifuncționale, regenerative și antitumorale cat si sisteme multifuncționale inteligente de tip HA-Fe3O4/AgAt. Prin realizarea celui de- al treilea obiectiv al proiectlui complex («nanocompozite ce ar putea fi folosite ca sonde nanostructurate pentru diagnostic ») vor fi realizate bioceramici dopate cu europiu/ceriu reproductibile din punct de vedere morfologic si structural. Mai mult, vor fi determinate cantitatile de europiu/ceriu din probele realizate cat si cantitati maxime de europiu/ceriu la care celule vii se dezvolta normal.

Rezultate obtinute

Etapa 1

ELABORAREA DE LUCRĂRI ȘTIINȚIFICE ÎN COLABORARE CU PARTENERII (ACT. 1.16; ACT 1.32; 1.49)

Articole publicate

  1. C. Negrila, M.V. Predoi, S.L. Iconaru, D. Predoi, Development of Zinc-Doped Hydroxyapatite by Sol-Gel Method for Medical Applications. Molecules 2018, 23(11), 2986; doi.org/10.3390/molecules23112986.
  2. C. Negrila, S. L. Iconaru, M. Motelica-Heino, R. Guegan, G. Predoi, F. Barbuceanu, R. V. Ghita, C. C. Petre, G. Jiga, M. L. Badea, A. M. Prodan, and D. Predoi. Commercial hydroxyapatite powders for lead removal from aqueous solution. AIP Conference Proceedings 1981, 020121 (2018); doi.org/10.1063/1.5045983
  3. L. Iconaru, M.Motelica-Heino, R. Guegan, M. Beuran, A. Costescu, D. Predoi, Adsorption of Pb (II) Ions onto Hydroxyapatite Nanopowders in Aqueous Solutions. Materials 2018, 11(11), 2204; doi.org/10.3390/ma11112204.
  4. L. Iconaru, M.Motelica-Heino, R. Guegan, M.V. Predoi, A. M. Prodan, D.Predoi. Removal of Zinc Ions Using Hydroxyapatite and Study of Ultrasound Behavior of Aqueous Media. Materials 2018, 11(8), 1350; doi.org/10.3390/ma11081350.
  5. L. Iconaru, A. Groza, P. Chapon, S. Gaianschi, C. C. Petre, G. Jiga, M. Beuran, A. M. Prodan, O. Lupescu, R. Trusca, and D. Predoi, ZnHAp thin films for medical applications, AIP Conference Proceedings 1981, 020122 (2018); doi.org/10.1063/1.5045984.
  6. Groza, S. L. Iconaru, C. C. Petre, G. Jiga, M. L. Badea, A. M. Prodan, M. Beuran, P. Chapon, S. Gaianschi, M. Ganciu, N. Verga, R. Trusca, N. Vineticu, and D. Predoi, Influence of ionizing radiations on structural and antibacterial properties of hydroxyapatite-polydimethylsiloxane layers, AIP Conference Proceedings 1981, 020123 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5045985

Articole trimise spre publicare

  1. Groza, S.L. Iconaru, G. Jiga, P. Chapon, S. Gaiaschi, N. Verga, D. Predoi, The effect of the ionizing radiation on hydroxyapatite-polydimethylsiloxane layers, trimis la jurnalul Polymer Engineering and Science.
  2. Alexandra Elena Stoica, Ionela Andreea Neacsu, Bogdan Stefan, Vasile, Ecaterina Andronescu, Doped hydroxyapatite for biomedical imaging applications, Molecules, Manuscript ID: molecules-407267, Received: 29 November 2018.
  3. Alexandra Elena Stoica, Ionela Andreea Neacsu, Bogdan Stefan, Vasile, Ecaterina Andronescu, Luminescent materials based on hydroxyapatite and rare earth elements for bioimaging applications, The Journal of Clinical Medicine, Manuscript ID: jcm-404536, Received: 25 November 2018

PARTICIPARE LA MANIFESTĂRI ȘTIINȚIFICE NAȚIONALE ȘI INTERNAȚIONALE (ACTIVITATEA 1.17; ACTIVITATEA 1.33 ; ACTIVITATEA 1.50)

The 9th Conference on "Times of Polymers (TOP) & Composites, Ischia, Italia, 17-21 Iunie 2018

  • Commercial hydroxyapatite powders for lead removal from aqueous solution.C. C. Negrila, S. L. Iconaru, M. Motelica-Heino, R. Guegan, G. Predoi, F. Barbuceanu, R. V. Ghita, C. C. Petre, G. Jiga, M. L. Badea, A. M. Prodan, and D. Predoi. –prezentare poster.
  • Antimicrobial Studies on Iron Oxide-Dextran Colloidal Suspension. D. Predoi, S.L. Iconaru, N. Buton, G. Predoi, F. Barbuceanu, C.C. Petre, G. Jiga, M.L. Badea, A.M. Prodan. – prezentare poster
  • Influence of Ionizing Radiations on Structural and Antibacterial Properties of Hydroxyapatite-Polydimethylsiloxane Layers. A. Groza, S.L. Iconaru, C.C. Petre, G. Jigac, M.L. Badea, A.M. Prodan, M. Beuran, P. Chapon, S. Gaianschi, M. Ganciu, N. Verga, R. Trusca, N. Vineticu, D. Predoi. – prezentare poster
  • ZnHAp Thin Films for Medical Applications. S.L. Iconaru, A. Groza, P. Chapon, S. Gaianschi, C.C. Petre, G. Jiga, M. Beuran, f, A.M. Prodan, O. Lupescu, R. Trusca, D. Predoi. – prezentare poster

International Conference of Materials Science and Engineering, 27-29 August 2018, Valencia, Spania

  • Antibacterial and colloidal studies on hydroxyapatite coated with essential oils S.L. Iconaru, M.L. Badea, A.M. Prodan, N. Buton, M. Beuran, D. Predoi. –prezentare poster.
  • New cetyltrimethylammonium bromide coated iron oxide nanoparticles (FexOy-CTAB) for arsenic removal from water A.M. Prodan, S.L. Iconaru, M. Motelica, R. Guegan, M.L. Badea, M. Beuran, F. Barbuceanu, G. Predoi5, R.V. Ghita, D. Predoi. –prezentare poster.

Sesiunea de comunicari stiintifice a Faculttaii de Fizica, 21-22 Iunie 2018, Magurele, Romania

  • Physico-chemical characterization and antifungal activity of CeHAp layers obtained by thermal evaporation. S.L. Iconaru, R.V. Ghita, C.M. Chifiriuc, A. Groza, A.M. Prodan, M. Beuran, M.L. Badea, R. Trusca, E.S. Barna, D. Predoi . –prezentare orala
  • Natural agriculture systems based on magnetic iron oxide nanoparticles. C. Cimpeanu, G. Predoi, F. Barbuceanu, M.L. Badea, S.L. Iconaru4, D. Predoi.- prezentare orala

Energy Materials Nanotechnology May 14 to 18, 2018 Heraklion-Crete

  • Structural and biological characterization of antimicrobial layers obtained by magnetron sputtering technique. C.C Negrila, S.L. Iconaru, A. Groza, R.V. Ghita, C.M. Chifiriuc, P. Chapon, S. Gaiaschi, D. Predoi–prezentare poster
  • Titanium, GaSb and GaAs substrates in biomaterial coating application, R.V. Ghita, D. Predoi, S.L. Iconaru -prezentarea orala

12th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-12),Heraklion, Grecia, Septembrie 2018

  • Ionela Andreea Neacșu, Alexandra Ioana Ion, Roxana Doina Trușcă, Alina Holban, Coralia Bleotu, Ecaterina Andronescu; Zn2+ doped hydroxyapatite – ZnO composites used for prevention of osteoporosis

Etapa 2

ELABORAREA DE LUCRĂRI ȘTIINȚIFICE ÎN COLABORARE CU PARTENERII (ACTIVITATEA A2.13; ACTIVITATEA: 2.28; ACTIVITATEA 2.42)

  1. Badea, M.L.; Iconaru, S.L.; Groza, A.; Chifiriuc, M.C.; Beuran, M.; Predoi, D. Peppermint Essential Oil-Doped Hydroxyapatite Nanoparticles with Antimicrobial Properties. Molecules2019, 24, 2169.
  2. Predoi D., Ghita R.V., Iconaru S.L. and Beuran M. Hydroxyapatite Thin Films Dedicated to Medical Applications. Nanomedicine & Nanotechnology Open Access, ISSN: 2574-187X, Mini Review, Volume 4 Issue 2, DOI: 10.23880/nnoa-16000160.
  3. Iconaru, S.L.; Groza, A.; Stan, G.E.; Predoi, D.; Gaiaschi, S.; Trusca, R.; Chifiriuc, C.M.; Marutescu, L.; Tite, T.; Stanciu, G.A.; Hristu, R.; Ghegoiu, L.; Badea, M.L.; Turculet, C.S.; Ganciu, M.; Chapon, P. Preparations of Silver/Montmorillonite Biocomposite Multilayers and Their Antifungal Activity. Coatings 20199, 817.
  4. Predoi, D.; Iconaru, S.L.; Predoi, M.V.; Buton, N.; Megier, C.; Motelica-Heino, M. Biocompatible Layers
  5. Obtained from Functionalized Iron Oxide Nanoparticles in Suspension. Coatings 20199, 773.
  6. Predoi, D.; Iconaru, S.L.; Predoi, M.V. Dextran-Coated Zinc-Doped Hydroxyapatite for Biomedical Applications. Polymers 201911, 886.
  7. Predoi, D.; Iconaru, S.L.; Predoi, M.V.; Motelica-Heino, M.; Guegan, R.; Buton, N. Evaluation of Antibacterial Activity of Zinc-Doped Hydroxyapatite Colloids and Dispersion Stability Using Ultrasounds. Nanomaterials 20199, 515.
  8. Predoi, D.; Iconaru, S.L.; Predoi, M.V.; Buton, N.; Motelica-Heino, M. Zinc Doped Hydroxyapatite Thin Films Prepared by Sol–Gel Spin Coating Procedure. Coatings 20199, 156.
  9. Negrila, C.C.; Predoi, M.V.; Iconaru, S.L.; Predoi, D. Development of Zinc-Doped Hydroxyapatite by Sol-Gel Method for Medical Applications. Molecules 201823, 2986.
  10. A. Neacsu, A.E. Stoica, B.S. Vasile, E. Andronescu, "Luminescent Hydroxyapatite Doped with Rare Earth Elements for Biomedical Applications", Nanomaterials, 9(2) (2019). Q1, FI 4.034
  11. Andronescu, D. Predoi, I.A. Neacsu, A.V. Paduraru, A.M. Musuc, R. Trusca, O. Oprea, E. Tanasa, O.R. Vasile, A.I. Nicoara, A.V. Surdu, F. Iordache, A.C. Birca, S.L. Iconaru, B.S. Vasile, "Photoluminescent Hydroxylapatite: Eu3+ Doping Effect on Biological Behaviour", Nanomaterials, 9(9) (2019). Q1, FI 4.034.

 PARTICIPAREA LA MANIFESTĂRI ȘTIINȚIFICE NAȚIONALE ȘI INTERNAȚIONALE (ACTIVITATEA A2.14; ACTIVITATEA: 2.29 ; ACTIVITATEA 2.43)

EMN Rome Meeting 2019, 13-17 May 2019 Rome, Italy

  • Antibacterial cerium doped hydroxyapatite nanopowders for biomedical applications (poster). Predoi, S.L. Iconaru, A.M. Prodan, M. Matei, M. Beuran, C.M. Chifiriuc, R.V.Ghita

5thInternational Conference on Mechanics of Composites (MECHCOMP5), Lisbon, Portugal 1-4 July 2019

  • Biological studies of zinc doped hydroxyapatite synthetized at low concentrations (poster). Alina Mihaela Prodan, Simona Liliana Iconaru, Mihai Valentin Predoi, Nicolas Buton, Mircea Beuran, Olivera Lupescu, Adrian Costescu, Nicoleta Vineticu, Daniela Predoi
  • Biological properties of iron oxide-hydroxyapatite biocomposites. Alina Mihaela Prodan, Simona Liliana Iconaru, Mihai Valentin Predoi, Mikael Motelica-Heino5, Regis Guegan, Olivera Lupescu, Mihai Matei Daniela Predoi.

Sesiunea de comunicari stiintifice a Facultatii de Fizica, 21-22 Iunie 2019, Magurele,

  • Synthesis, characterization and biological evalution of hydroxyapatite/iron oxide nanocomposites functionalized with antitumor agent in a dextran matrix  (prezentare), Alina Mihaela Prodan, Simona Liliana Iconaru, Mircea Beuran, Mihai Matei, Ionut Negoi,  Ana Maria Nae, Liliana Ghegoiu, Daniela Predoi

XVI ECerS Conference”, Torino, Italy, 2019 16-25 iunie

  • Multifunctional systems based on hydroxyapatite and antitumor agents for bone cancer treatment, “A.C. Birca, I.A. Neacsu, G. Dolete, A. Croitoru, C. Movileanu, B.S. Vasile, F. Iordache, E. Andronescu,
  • Nanomaterials for bio-imaging based on rare earth elements doped hydroxyapatite". E. Andronescu, D. Predoi, O. Oprea, A.V. Paduraru, A. Musuc, F. Iordache, C.M. Chifiriuc, E. Tanasa, R. Trusca, B.S. Vasile, " “XVI ECerS Conference”,

CREMS 2019, 23-25 octombrie, Poiana Brasov, Romania.

  • Eu3 + doped hydroxyapatite as a fluorescent material for biomedical applications", O.R. Vasile, E. Andronescu, D. Predoi, I.A. Neacsu, A.V. Paduraru, A.M. Musuc, R. Trusca, O. Oprea, E.Tanasa, A.I. Nicoara, A.V. Surdu, F. Iordache, A.C. Birca, B.S. Vasile,"
TOP