Příprava polymerních nanoléčiv pomocí mikrofluidní nanoprecipitace – vlastnosti in vitro a in vivo za simulovaných fyziologických podmínek
Název práce v češtině:
Příprava polymerních nanoléčiv pomocí mikrofluidní nanoprecipitace – vlastnosti in vitro a in vivo za simulovaných fyziologických podmínek
Název v anglickém jazyce:
Preparation of stimuli-responsive polymer nanomedicines using microfluidic nanoprecipitation – the in vitro and in vivo performance under simulated physiological conditions
Bude upřesněno, podrobnější informace: jager@imc.cas.cz, +420 296 809 350
Seznam odborné literatury
Bude upřesněno, podrobnější informace: jager@imc.cas.cz, +420 296 809 350
Předběžná náplň práce
Nanoléčiva mají velký potenciál pro biomedicínské aplikace, pokud jsou uzpůsobena tak, aby byla selektivně ovlivnitelná na základě určitých vnějších podnětů. Takovým podnětem může být enzymatické odstranění chránících skupin, změna pH, působení světla nebo v poslední době stále více studovaná přítomnost reaktivních kyslíkových druhů (ROS). V projektu bude zkoumána nerovnováha v mikroprostředí buněk (změny pH, produkce ROS) jako podnět pro selektivní degradaci polymerních systémů. Mikrofluidní nanoprecipitací bude připraveno několik samouspořádaných polymerních nanoléčiv, polymerních micel, nanočástic a vezikul, řízeně biodegradovatelných v přítomnosti fyziologicky významných změn pH, teploty nebo koncentrace ROS. Tato technika umožní reprodukovatelným a škálovatelným způsobem vyrábět uniformní částice s kontrolovatelnou velikostí, tvarem a chemií povrchu. Počítačové modelování tvorby nanočástic může být součástí dizertace. Vyrobené polymerní nanosystémy budou charakterizovány pomocí standardních technik rozptylu (DSL / SLS / ELS, SAXS a SANS) a zobrazeny mikroskopicky (SEM, TEM a Cryo-TEM). Účinnost systémů bude hodnocena v modelech in vitro a in vivo simulujících fyziologicky vyvážené a nevyvážené mikroprostředí.
Předpokládané znalosti uchazeče na úrovni ukončeného magisterského studia fyziky, fyzikální chemie, chemické fyziky, biofyziky nebo příbuzného multidisciplinárního zaměření.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Nanomedicines gain significant relevance in biomedical applications if they are designed as degradable in response to certain external stimuli. Such stimulus may be enzymatic removal of protecting groups, a pH change, light, or the presence of reactive oxygen species (ROS) in tissues. In the dissertation, imbalances on the cell's micro-environment (pH changes, ROS production) will be explored for the synthesis of stimuli-responsive polymers and block copolymers. Inspired by the ease and effectiveness of the self-assembly of amphiphilic block copolymers in solution, several polymer nanomedicines, i.e., micelles, nanoparticles, and vesicles will be designed for tunable stimuli degradation in the presence of physiologically relevant changes in pH, temperature or ROS concentrations. These systems will be prepared by microfluidic nanoprecipitation, which allows the production of uniform particles with controllable size, shape and surface chemistry in a reproducible manner. The produced polymer self-assemblies will be characterized using standard scattering techniques (DSL/SLS/ELS, SAXS, and SANS) and by microscopy. Microfluidic production of nanoparticles can also be modeled in silico. The effectiveness of the polymer nanosystems will be evaluated in in-vitro and in in-vivo models simulating the physiological balanced and imbalanced of the microenvironment.
Candidates are supposed to have finished master's degree in physics, physical chemistry, chemical physics, biophysics or related multidisciplinary programs.
