Etapa 1 - P3 2016

Shema de realizare a proiectului


Faza nr. 1

Responsabil: Dr. Felix SIMA

Termen de predare: 15.04.2016

Titlu: "Suprafete si interfete inteligente create cu fascicul laser pulsat pentru manipularea celulara"

Abstract: Acest proiect propune dezvoltarea unor structuri 2D si 3D de biomateriale cu proprietati biocompatibile prin metode hibride de procesare laser substractive si aditive. Scopul urmarit este controlul si intelegerea mecanismelor de interactiune la interfata biomaterial-celula. Propunem astfel sinteza de materiale anorganice si organice de geometrii si compozitii variabile prin tehnologii laser avansate, combinate. Prin acest studiu s-a urmarit fabricarea cu ajutorul laserului a unor suprafete si biointerfete inteligente pentru imbunatatirea proprietatilor implanturilor metalice pe baza de titan.

Faza nr. 2

Responsabil: Dr. Valentin CRACIUN

Termen de predare: 15.04.2016

Titlu: "Studiul depunerii unor straturi nanostructurate sau amorfe protectoare si biocompatibile"

Abstract: Scopul cercetarilor din perioada raportata a fost acela de a studia proprietatile structurale, mecanice si comportamentul biologic al straturilor nanostructurate pe baza de carburi sau nitruri depuse prin tehnici laser, pentru acoperirea suprafetelor de Ti cu aplicabilitate ulterioara in industria producerii de implanturi medicale. In prezent, protezele din titan si aliaje de titan sunt larg folosite, deoarece poseda proprietati satisfacatoare de osteointegrare pentru durate de timp previzibile. Avantajele pe termen lung ale acestor implanturi se bazeaza pe raspunsurile favorabile ale diferitelor tipuri de tesuturi inconjuratoare (osul alveolar, partea conjunctiva a gingiei si epiteliul gingival). Totusi, exista si unele puncte slabe in comportamentul implanturilor pe baza de Ti. Atunci cand este prezent pentru perioade lungi de timp in fluide fiziologice corozive, se observa un proces lent de eliberare si difuzie a ionilor de Ti in corpul uman, in special atunci cand intervine uzura partilor metalice implantate. Mai mult, daca exista forte mecanice care actioneaza asupra implanturilor de Ti, grauntii cristalini pot fi dislocati din implant si incorporati in tesuturile inconjuratoare, unde vor cauza inflamatii ce pot necesita interventii chirurgicale si/sau tratament medicamentos. Pentru a diminua pana la eliminare aceste efecte, o solutie este acoperirea suprafetelor protezelor cu straturi subtiri cu scopul de a le spori rezistenta la coroziune, osteointegrarea, biocompatibilitatea si de a reduce rata de uzura. O prima etapa a cercetarilor a constituit-o depunerea de TiN, ZrN, ZrC pe substraturi de Ti, prin depunere laser pulsata (PLD). Depunerile PLD efectuate la temperatura camerei au urmarit si obtinerea de acoperiri cu graunti cristalini de dimensiuni nanometrice, care pot fi incorporati in tesutul adiacent fara cauzarea unor inflamatii. Aceste structuri au fost investigate fizico-chimic, mecanic si electrochimic. De asemenea, asupra lor s-au realizat si teste biologice preliminare. Testele de determinare a rezistentei la coroziune au evidentiat faptul ca prezenta filmului (TiN, ZrN si ZrC) protejeaza substratul Ti impotriva fluidelor biologice din corpul uman si, in acelasi timp, poate functiona ca bariera de difuzie pentru ionii de Ti eliberati in timp. Testele de biocompatibilitate au constat in evaluarea cantitativa a proliferarii celulelor osteoblaste cu ajutorului kit-ului MTS, dupa 24 ore, ce presupune transformarea sarii de tetrazoliu de culoare galbena intr-un produs de reactie denumit formazan albastru, ca urmare a actiunii cofactorilor specifici NADPH si NADH din celulele active metabolic. Viabilitatea celulelor astfel tratate a fost cuantificata prin inregistrarea absorbantei la 490 nm, utilizand modulul UV-Vis al instrumentului Mithras LB940, Berthold Technologies

Faza nr. 3

Responsabil: Dr. Angela STAICU

Termen de predare: 15.06.2016

Titlu: "Studierea efectelor radiatiei laser asupra spumelor de polidocanol utilizate in scleroterapia fotodinamica"

Abstract: Obiectivul cercetarii l-a constituit stabilirea proprietatilor foto- fizice ale agentilor sclerozanti in scopul explicarii mecanismelor de actiune ale acestora in scleroterapia fotodinamica, date fiind rezultatele terapeutice superioare comparativ cu cele obtinute prin metodele clasice. Scleroterapia fotodinamica reprezinta o metoda recent adoptata in tratarea afectiunilor varicoase si presupune combinarea a doua tehnici medicale si anume scleroterapia urmata imediat de terapie laser Nd:YAG.In ultimul timp, medicamentele sclerozante sunt folosite sub forma de spuma, care prezinta o serie de beneficii in comparatie cu injectarea de solutii. Unul dintre cei mai folositi agenti sclerozanti este Polidocanolul, care este un surfactant non-ionic ce apartine grupului de eteri alchil poliglicolici. Acesta constituie elementul activ din medicamentul comercializat sub denumirea de Aethoxysclerol. Utilizand metoda Tessari au fost preparate diferite probe de spuma; stabilitatea acestora a fost evaluata pe baza timpului lor de viata, precum si prin masurarea tensiunii superficiale dinamice utilizand picaturi suspendate. Probe de solutii dar si spume de Aethoxysclerol si de Polidocanol in apa/etanol au fost expuse la radiatie laser la 266 nm emisa de un system FHG cuplat cu un laser pulsat cu Nd:YAG. Proprietatile optice ale acestora, inainte si dupa iradiere laser au fost masurate prin metode spectroscopice (absorbtie UV/VIS, FTIR si imprastiere Raman).

Faza nr. 4

Responsabil: Dr. Monica NEMTANU

Termen de predare: 15.06.2016

Titlu: "Impactul radiațiilor ionizante asupra caracteristicilor spectroscopice ale uleiurilor vegetale comestibile"

Abstract: În prezenta fază s-a urmărit investigarea impactului iradierii cu fascicul de electroni asupra caracteristicilor colorimetrice și spectrale ale uleiului de cătină și uleiului de porumb, în vederea stabilirii domeniului de doze de iradiere în care proprietățile acestora sunt afectate minimal. Iradierea în câmp de electroni accelerați a condus la modificarea parametrilor cromatici ai uleiurilor vegetale comestibile investigate. Astfel, culoarea uleiului de cătină a devenit mai galbenă, intensă si mai luminoasă, în timp ce uleiul de porumb s-a decolorat cu creșterea dozei de iradiere. Pentru ambele uleiuri, nici o modificare de culoare nu a fost perceptibilă de ochiul uman pentru uleiurile iradiate până la 3 kGy, însă diferența totală de culoare indicând modificări semnificative ale acesteia. Evoluția diferenței totale de culoare a implicat un model în două etape, asociat cu degradarea lentă a culorii uleiului (pantă de 0,51±0,06 kGy-1 pentru uleiul de cătină și pantă de 0,44±0,04 kGy-1 pentru uleiul de porumb) până la 3 kGy, urmată de o degradare rapidă (pantă de 1,79±0,42 kGy-1 pentru uleiul de cătină și pantă de 1,85±0,13 kGy-1 pentru uleiul de porumb) până la 8 kGy. Pe de altă parte, deși caracteristicile spectrale ale probelor de ulei iradiate au fost aparent similare cu cele ale martorului, câteva diferențe legate de frecvența și intensitatea unor benzi au fost identificate după iradiere, indicând astfel alterarea integrității structurale a uleiurilor în urma expunerii la fascicul de electroni accelerați. Așadar, iradierea cu electroni accelerați până la 3 kGy poate fi un mijloc ecologic și eficace pentru asigurarea cerințelor de calitate a uleiurilor cu alterări minimale. Ca orice tehnică de condiționare și/sau conservare, iradierea are atât beneficii, cât și efecte secundare minime, care pot fi echilibrate prin utilizarea responsabilă și corectă a metodei. În plus, este important să se asume că o pierdere potențială a compușilor chimici cu rol bioactiv poate fi compensată prin îmbunătățirea igienei produselor iradiate.

Faza nr. 5

Responsabil: Dr. Bogdan MIHALCEA

Termen de predare: 15. 06. 2015

Titlu: "Studiul de geometrii multipolare de capcana Paul cu aplicatii in spectroscopia de masa a aerosolilor si nanoparticulelor, in vederea monitorizarii poluarii mediului"

Abstract: Stocarea de micropaticule și aerosoli este un domeniu de larg interes pentru fizica și chimie. În cadrul fazei a fost investigata stocarea de microparticule în geometrii de capcana Paul multipolara ce funcționează în aer, în condiții ambientale standard de temperatura și presiune (SATP). Au fost proiectate și realizate o capcana Paul multipolara cu 8 și respectiv 12 electrozi, în scopul de a obtine stocare stabilă pentru numere mai mari de nanoparticule, în scopul creșterii raportului semnal-zgomot și studiului stabilitatii dinamice a particulelor confinate în campuri electrodinamice. Scalele de timp dinamice asociate nanoparticulelor stocate sunt de ordinul milisecundelor (ms). Nanoparticulele confinate pot fi observate individual, utilizând metode optice. Deoarece gazul de fond este diluat, dinamica particulelor prezinta regimuri de cuplaj puternic, caracterizate prin mișcare colectiva. Au fost observate structuri ordonate plane (2D) și 3D ale acestor nanoparticule, în funcție de frecventa tensiunii alternative de stocare și sarcina specifica a acestora. Potențialul electric în interiorul capcanei a fost obținut prin metoda cuvei electrolitice. Dinamica particulelor a fost simulata prin utilizarea unei ecuații Langevin stohastice. Au fost observate zone extinse de stocare stabilă în raport cu capcanele Paul cuadrupolare, precum și un acord foarte bun intre rezultatele experimentale și simularile numerice efectuate. Conform rezultaelor preliminare obtinute, capcanele ionice multipolare pot fi cuplate cu un spectrometru de masa pentru aerosoli (AMS) pentru a investiga calitativ nanoparticulele de aerosoli prezente in atmosfera, ceea ce face ca aceste capcane să fie foarte adecvate pentru studii de monitorizare a poluarii mediului.