PLATFORME DINAMICE PE BAZĂ DE OLIGO/POLIZAHARIDE RETICULATE PRIN
REACŢII DE TIP TIOL-ENĂ CU APLICAŢII BIOMEDICALE
[THIOLENET]
Program:
PN-III-P4-PCE
Cod
proiect: PN-III-P4-PCE-2021-1365
Valoarea
totală: 1.200.000 lei
Durata:
02.06.2022 – 31.12.2024
Autoritate
contractantă: UEFISCDI
Acronim:
THIOLENET
Director
proiect: Conf. dr. bioing.
Cătălina-Anişoara Peptu
Conceptul şi noutatea proiectului:
Sinteza
de noi biomateriale pe bază de chitosan şi ciclodextrină având
proprietăţi îmbunătăţite ale cineticii de
absorbţie/eliberare de medicamente. Cuplarea de tip tiol-ena între
derivaţi de chitosan şi ciclodextrina cu un număr controlabil de
funcţionalităţi disponibile pentru reacţia de tip
tiol-enă va fi realizată pentru prima data în cadrul acestui proiect.
De asemenea, va fi realizat un studiu sistematic privind factorii structurali
ce influentează reacţia de reticulare.
Rezultate estimate
Noile
direcţii de cercetare ce vor fi abordate vor avea în vedere modificarea
parametrilor reacţiilor de reticulare şi aceasta va face
posibilă obţinerea de noi biomateriale pe bază de poli şi
oligozaharide având proprietăţi de eliberare ajustabile, dar
păstrând în acelaşi timp o toxicitate scazută a întregului
sistem precum şi controlul asupra unor proprietăţi cum sunt:
dimensiunea (pentru particule), dimensiunea porilor şi
proprietăţile reologice (pentru hidrogeluri),
hidrofilicitatea/hidrofobicitatea. Proiectul va aduce importante date pentru
dezvoltarea ulterioara a acestui domeniu ştiintific. La nivel fundamental,
realizarea de reţele reticulate pe bază de chitosan cu ciclodextrina
prin reacţii de tip tiol-enă reprezintă un nou şi valoros
concept pentru acestă clasă de produşi, extinzând astfel
aplicabilitatea reacţiilor de tip tiol-ena. În plus, prin studiul
influenţei parametrilor de reacţie asupra proprietăţilor
fizico-chimice finale ale hidrogelurilor/particulelor, vor fi furnizate
informaţii importante ce vor permite de asemenea extinderea acestui
interes ştiinţific. Studiile sistematice propuse vor permite un mai
bun control al tehnicilor de preparare ceea ce va extinde aplicarea acestora în
industria farmaceutică.
Diseminarea proiectului:
Obiectivele proiectului
Obiectivul general al
proiectului THIOLENET constă în
prepararea de biomateriale inovative pe bază de chitosan şi
ciclodextrină prin reacţii de reticulare covalentă adiţie
radicalică - reacţie de tip tiol-enă.
Obiectivele specifice:
WP1. Determinarea
condiţiilor optime pentru sinteza derivaţilor de chitosan şi
ciclodextrina modificaţi cu duble legături, respectiv cu grupe tiol;
WP2. Prepararea şi caracterizarea de noi materiale de tip hidrogel sau
micro/nanoparticule prin reacţii covalente de reticulare de tip
tiolenă;
WP3. Demonstrarea potenţialului
aplicativ al noilor biomateriale obţinute.
Activităţi
proiect
Activităţi etapa 1
WP1. Determinarea condiţiilor
optime pentru sinteza derivaţilor de chitosan şi ciclodextrină
modificaţi cu duble legături, respectiv cu grupe tiol;
A1.1. Sinteza și caracterizarea chitosanului modificat cu duble
legături;
A1.2. Sinteza și caracterizarea chitosanului modificat cu grupe tiol;
A1.3. Sinteza și caracterizarea ciclodextrinelor modificate cu duble
legături;
A1.4. Sinteza și caracterizarea ciclodextrinelor modificate cu grupe tiol.
Activităţi
etapa 2
WP2. Prepararea si caracterizarea
de hidrogeluri si particule submicronice prin reactii covalente
de reticulare de tip tiolenă
A2.1. Sinteza si caracterizarea ciclodextrinelor modificate cu grupe tiol realizată
A2.2. Dezvoltarea de metode de preparare a hidrogelurilor din precursorii selectați
A2.3. Dezvoltarea de metode de preparare a particulelor submicronice din precursorii selectaţi
A2.4. Studiul influenței parametrilor reacţiei de reticulare asupra proprietăților fizico-chimce
ale hidrogelurilor/particulelor
obținute
Rezultate proiect
Rezultate Etapa 2 - 2023
Planificat/Realizat
Prepararea
si caracterizarea de hidrogeluri si particule submicronice prin reactii
covalente de reticulare de tip tiolenă 4/4
Congresul
Internațional al Universității „Apollonia” din Iași,
Pregătim viitorul promovând excelența, Ediția a XXXIII-a , 2 - 5
Martie, IAȘI, ROMANIA
1.
Chitosan
Grafted Poly (Ethylene Glycol) Methyl Ether Acrylate Nanoparticles: Synthesis,
Characterization, and Use as Drug Delivery System; Autori: Peptu, C.A.;
Logigan, C.-L.; Delaite, C.; Tiron, C.-E.; Peptu, C.; Popa, M.
Progress in Organic and Macromolecular Compounds, 29th Edition, Iasi,
Romania, October 4 - 6
1.
Design and synthesis of particles based on
chitosan grafted poly(ethyleneglycol) methylether acrylate as carriers for
antibiotics; Autori: Peptu, C.A; Logigan, C.-L.; Delaite, C.; Tiron, C.-E.; Peptu,
C.; Popa, M.
2nd International
Conference on Advanced Nanomaterials and Nanotechnology, 20-21 November, Viena,
Austria
1.
Chitosan grafted poly(ethylene glycol) methyl
ether acrylate nanoparticles as drug delivery system; Autori: Peptu, C.A.;
Logigan, C.-L.; Delaite, C.; Tiron, C.-E.; Peptu, C.; Popa, M.
2.
Design of innovative gels based on thiolated
chitosan and double bonds functionalized cyclodextrin formed via thiol-ene
coupling, Logigan,
C.-L.; Peptu, C.; Peptu, C.A
Diseminarea
rezultatelor
Rezultatele
obținute în cadrul Etapei II - 2023 a proiectului au fost valorificate
prin redactarea și trimiterea spre publicare a 2 lucrări, respectiv
prezentarea la 4 postere la 3 manifestări științifice.
Lucrări ISI publicate
1. Cristian Peptu, Diana-Andreea Blaj, Mihaela Balan-Porcarasu, Catalina A.
Peptu, Valeria Harabagiu, Custom-modified oligolactide-cyclodextrin derivatives
for electrospun drug formulations, European Polymer Journal, Volume 196, 2023,
112234, Factor de impact jurnal: 3.862
2. Diaconu A-D, Logigan C-L, Peptu CA, Ibanescu C, Harabagiu V, Peptu C.
Polyurethane Degradable Hydrogels Based on Cyclodextrin-Oligocaprolactone
Derivatives. Gels. 2023; 9(9):755, Factor de impact jurnal: 4,6.
Lucrări ISI în curs de publicare
1. Corina-Lenuța Logigan, Christelle Delaite, Marcel Popa, Elena Simona
Bacaita, Crina Elena Tiron, Cristian Peptu and Catalina Anișoara Peptu.
Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate grafted chitosan based micro and
nanoparticles as a drug delivery system for antibiotics, Polymers.
Lucrări ISI în curs de redactare
1.
Corina-Lenuța Logigan, Maricel Danu, Cristian Peptu and Catalina
Anișoara Peptu. Design of innovative gels based on thiolated chitosan and
double bonds functionalized cyclodextrin formed via thiol-ene coupling
Capitol de carte acceptat spre publicare
Logigan, C.-L.; Peptu,
C.; Peptu, C.A. Titlu carte Liposomes in Drug Delivery. Titlu
capitol carte Liposomes for delivery of substances for other
(non-therapeutic) applications. Editura Elsevier
Raport de activitate
2024
Raport final
Echipa proiectului
Director
proiect: Conf. Dr. Bioing. Cătălina-Anişoara
Peptu
Prof.
Univ. Dr. Ing. Teodor Măluţan
Prof.
Dr. Ing. Constanţa Ibănescu
Dr.
Ing. Corina-Lenuţa Logigan
Dr. Ing. Maricel Danu
Dr. Ing. Elena-Luiza Epure
Drd. Ch. Diana-Andreea Blaj
Buget
|
|
2022 |
2023 |
2024 |
Total |
|
RON |
241.000 |
499.000 |
460.000 |
1.200.000 |
|
EUR |
48788.39 |
101018.28 |
93123.06 |
242929.73 |
Contact
Director
proiect: Conf. dr. bioing. Cătălina-Anişoara Peptu
e-mail: catipeptu@yahoo.co.uk
THIOLENET / English
Project title Dynamic platforms based on oligo/polysaccharides networks obtained through
thiol-ene coupling for biomedical applications (THIOLENET)
THIOLENET project objective is the development,
preparation, and optimization of innovative biomaterials based on chitosan and
cyclodextrin through radical addition thiol-ene covalent crosslinking reaction.
Project concept and specific
objectives:
WP1 – Synthesis, and characterization of precursors for thiol-ene coupling
A1.1. Synthesis and characterization of chitosan
modified with alkene moieties
A1.2. Synthesis and characterization of chitosan
modified with thiol moieties
A1.3. Synthesis and characterization of
cyclodextrins modified with alkene moieties
A1.4. Synthesis and characterization of
cyclodextrins modified with thiol moieties
WP2 – Preparation and
characterization of hydrogels and submicron particles through thiol-ene
covalent crosslinking reaction
A2.1. Development of methods for hydrogel
preparation using the already selected precursors
A2.2. Development of methods for submicron
particles preparation using the already selected precursors
A2.3. Study of the influence of the crosslinking
reaction parameters on the physical-chemical properties of hydrogels/particles
WP3 - Demonstration of applicative potential of the new biomaterials
A3.1. Toxicity analysis
A3.2. Loading/release of different drugs in
respect with variable parameters of the crosslinking reaction
THIOLENET novel features are:
Synthesis
of chitosan/cyclodextrin materials with improved drug absorption/delivery
kinetics; the thiol-ene coupling between chitosan and cyclodextrin derivatives
with a controlled amount of functionalities available for thiol-ene reaction
will be used for the first time. In addition, a systematic study of the structural
factors which are influencing covalent crosslinking will be performed.
Estimated results:
New
research directions will be issued by modifying the crosslinking reaction
parameters: new biomaterials will be developed starting with chemically
modified components having modulable drug release kinetics while maintaining
low toxicity and adjustable properties in terms of size (for particles),
rheological properties (for hydrogels), pores size (for hydrogels and
particles), hydrophilicity/hydrophobicity. The current project will provide the
tools for further development in this particular scientific area. At the
fundamental level, the approach of synthesis of chitosan network crosslinked
with cyclodextrins by thiol-ene reaction represents a new and valuable concept
for this class of compounds, thus expanding the applicability of thiol-ene
coupling. In addition, by studying the influence of reaction parameters on the
final physical-chemical properties of the hydrogel/particle, important
fundamental information will be achieved which in its turn will allow further
expansion of the scientific field. The envisaged systematic studies will allow
better control over the preparation methods thus enabling their possible
application in the pharmaceutical industry.
Project Dissemination: