Studentka Wydziału Chemicznego Politechniki Rzeszowskiej laureatką dwóch prestiżowych konkursów

Druga edycja programu grantowego Talenty Jutra skierowana był do młodych naukowców w wieku 19-25 lat prowadzących badania naukowe w dziedzinach nauk ścisłych i medycynie oraz realizujących projekty badawcze w jednej z sześciu kategorii: biotechnologia, informatyka i nauki inżynieryjno-techniczne, nauki biologiczne i medycyna, nauki o zdrowiu, nauki chemiczne oraz nauki o Ziemi i środowisku, nauki fizyczne i astronomia, projekty interdyscyplinarne w zakresie 3W. Z niemal 100 wniosków komisja konkursowa wyłoniła 23 laureatów, którzy otrzymali nagrodę główną w postaci grantu o wartości 25 000 zł na kontynuację, rozwój lub poszerzenie obszaru swoich projektów badawczych.

Program grantowy Talenty Jutra

Wśród zwycięzców znalazła się Kinga Ślusarczyk, członkini grupy badawczej Chmielarz Research Group, pełniąca funkcję wicesekretarza Studenckiego i Doktoranckiego Koła Inżynierii Chemicznej i Farmaceutycznej "IPSUM". Projekt "Nanokompozyty polimerowe o złożonej strukturze jako rusztowania do wzrostu kości oraz nośniki w miejscowym dostarczaniu leków" będzie realizować pod opieką prof. dr. hab. inż. Pawła Chmielarza, kierownika Katedry Chemii Fizycznej. Celem projektu jest weryfikacja możliwości zastosowania opracowanego wcześniej materiału - polieteroeteroketonu zmodyfikowanego butelkowymi szczotkami polimerowymi w podwójnej roli - implantu stałego zastępującego uszkodzony element kości, a także nośnika do miejscowego dostarczania leków, który zaraz po wszczepieniu uwolni substancję aktywną do otaczającej go tkanki, zmniejszając stan zapalny, jak również przyspieszając proces wzrostu komórek kostnych.

Opis projektu

Polieteroeteroketon, dzięki swoim właściwościom mechanicznym był już wielokrotnie testowany pod względem jego zastosowania w formie implantu kości. Niestety nie sprawdził się ze względu niedostateczną interakcję z otaczającymi tkankami, w tym brak pokrywania się warstwą hydroksyapatytu w kontakcie z płynami ustrojowymi czy hamowanie wzrostu osteoblastów. W ramach poprzednich badań przeprowadzono jego modyfikację szczotkami polimerowymi o strukturze butelkowej, co znacznie poprawiło osteointegrację.

Doniesienia literaturowe wskazują jednak, że hydroksyapatyt (HA) posiada właściwości indukujące różnicowanie osteocytów przez co celem badań będzie weryfikacja proliferacji osteoblastów na materiałach hybrydowych zawierających warstwy HA. Dodatkowym nowatorskim aspektem prezentowanego projektu, wyróżniającym go na tle dotychczas prowadzonych prac, jest koncepcja wykorzystania przyłączonych do powierzchni PEEK szczotek poli(metakrylanu 2-(dimetyloamino)etylu) (PDMAEMA) o strukturze butelkowej w celu miejscowego dostarczania leków - kwercetyny oraz lowastatyny.

1. miejsce w II edycji Konkursu 3W

To nie jedyne wyróżnienie dla studentki Wydziału Chemicznego Politechniki Rzeszowskiej. Inż. Kinga Ślusarczyk zajęła również 1. miejsce w II edycji Konkursu 3W na najlepszą pracę inżynierską o tematyce wody, wodoru i węgla, organizowanego przez Dziennik Gazeta Prawna oraz Bank Gospodarstwa Krajowego. Projekt inżynierski "Powierzchniowo inicjowana polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu w skali mikrolitrowej" studentka realizowała również pod opieką prof. dr. hab. inż. Pawła Chmielarza. Celem pracy była popularyzacja idei 3W, łączącej technologie oparte na wodzie, wodorze i węglu i wspierającej naukowców, przedsiębiorców oraz przedstawicieli administracji publicznej w budowaniu lepszej przyszłości.

Opis nagrodzonej pracy

Nagrodzona praca obejmowała opracowanie ekologicznej i efektywnej metody powierzchniowo inicjowanej ATRP w celu funkcjonalizacji powierzchni materiałów płaskich. Do osiągnięcia tego efektu opracowano kilka modyfikacji, mających na celu zmniejszenie stężenia kompleksu katalitycznego miedzi, a także objętości mieszaniny reakcyjnej wykorzystywanej na cm2 materiału, redukując znacznie nie tylko koszty procesu, ale również ilość produkowanych w procesie odpadów.

W projekcie tym opracowana została koncepcja syntezy nanowarstw polimerowych z wykorzystaniem jedynie 30 ppm kompleksu katalitycznego względem monomeru, co otwiera drogę zastosowaniu prezentowanej metody również w dziedzinach, gdzie czystość produktu stanowi aspekt kluczowy, takich jak biomedycyna czy implantologia. Wykorzystanie płytek krzemowych jako układu modelowego pozwala z kolei twierdzić, że analogiczna modyfikacja jest możliwa do przeprowadzenia również na innych materiałach.

Dodatkowo zastosowany monomer, metakrylan 2-(dimetyloamino)etylu, dzięki obecności grupy funkcyjnej w postaci aminy trzeciorzędowej, po polimeryzacji charakteryzuje się właściwościami hydrofilowymi, a także może ulegać czwartorzędowaniu, co umożliwia otrzymanie inteligentnych materiałów o charakterze antybakteryjnym.