Etapa 1 - P3 2016

Shema de realizare a proiectului


Faza nr. 1

Responsabil: Dr. Felix SIMA

Termen de predare: 15.04.2016

Titlu: "Suprafeţe şi interfeţe inteligente create cu fascicul laser pulsat pentru manipularea celulară"

Abstract: Acest proiect propune dezvoltarea unor structuri 2D şi 3D de biomateriale cu proprietăţi biocompatibile prin metode hibride de procesare laser substractive şi aditive. Scopul urmărit este controlul şi înţelegerea mecanismelor de interacţiune la interfaţă biomaterial-celulă. Propunem astfel sinteza de materiale anorganice şi organice de geometrii şi compoziţii variabile prin tehnologii laser avansate, combinate. Prin acest studiu s-a urmărit fabricarea cu ajutorul laserului a unor suprafeţe şi biointerfeţe inteligente pentru îmbunătăţirea proprietăţilor implanturilor metalice pe bază de titan.

Faza nr. 2

Responsabil: Dr. Valentin CRĂCIUN

Termen de predare: 15.04.2016

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

Abstract: Scopul cercetărilor din perioada raportată a fost acela de a studia proprietăţile structurale, mecanice şi comportamentul biologic al straturilor nanostructurate pe bază de carburi sau nitruri depuse prin tehnici laser, pentru acoperirea suprafeţelor de Ti cu aplicabilitate ulterioară în industria producerii de implanturi medicale. In prezent, protezele din titan şi aliaje de titan sunt larg folosite, deoarece posedă proprietăţi satisfăcătoare de osteointegrare pentru durate de timp previzibile. Avantajele pe termen lung ale acestor implanturi se bazează pe răspunsurile favorabile ale diferitelor tipuri de ţesuturi înconjurătoare (osul alveolar, partea conjunctivă a gingiei şi epiteliul gingival). Totuşi, există şi unele puncte slabe în comportamentul implanturilor pe bază de Ti. Atunci cand este prezent pentru perioade lungi de timp în fluide fiziologice corozive, se observă un proces lent de eliberare şi difuzie a ionilor de Ti în corpul uman, în special atunci când intervine uzura părtilor metalice implantate. Mai mult, dacă există forţe mecanice care acţionează asupra implanturilor de Ti, grăunţii cristalini pot fi dislocaţi din implant şi încorporaţi în ţesuturile înconjurătoare, unde vor cauza inflamaţii ce pot necesita intervenţii chirurgicale şi/sau tratament medicamentos. Pentru a diminua până la eliminare aceste efecte, o soluţie este acoperirea suprafeţelor protezelor cu straturi subţiri cu scopul de a le spori rezistenţa la coroziune, osteointegrarea, biocompatibilitatea şi de a reduce rata de uzură. O primă etapă a cercetărilor a constituit-o depunerea de TiN, ZrN, ZrC pe substraturi de Ti, prin depunere laser pulsată (PLD). Depunerile PLD efectuate la temperatura camerei au urmărit şi obţinerea de acoperiri cu grăunţi cristalini de dimensiuni nanometrice, care pot fi încorporaţi în ţesutul adiacent fără cauzarea unor inflamaţii. Aceste structuri au fost investigate fizico-chimic, mecanic şi electrochimic. De asemenea, asupra lor s-au realizat şi teste biologice preliminare. Testele de determinare a rezistenţei la coroziune au evidenţiat faptul că prezenţa filmului (TiN, ZrN şi ZrC) protejează substratul Ti impotriva fluidelor biologice din corpul uman şi, în acelasi timp, poate funcţiona ca barieră de difuzie pentru ionii de Ti eliberaţi în timp. Testele de biocompatibilitate au constat în evaluarea cantitativă a proliferării celulelor osteoblaste cu ajutorului kit-ului MTS, după 24 ore, ce presupune transformarea sării de tetrazoliu de culoare galbenă într-un produs de reacţie denumit formazan albastru, ca urmare a acţiunii cofactorilor specifici NADPH şi NADH din celulele active metabolic. Viabilitatea celulelor astfel tratate a fost cuantificată prin înregistrarea absorbanţei la 490 nm, utilizând 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 radiaţiei laser asupra spumelor de polidocanol utilizate în scleroterapia fotodinamică"

Abstract: Obiectivul cercetării l-a constituit stabilirea proprietăţilor foto- fizice ale agenţilor sclerozanţi în scopul explicării mecanismelor de acţiune ale acestora în scleroterapia fotodinamică, date fiind rezultatele terapeutice superioare comparativ cu cele obţinute prin metodele clasice. Scleroterapia fotodinamică reprezintă o metodă recent adoptată în tratarea afecţiunilor varicoase şi presupune combinarea a două tehnici medicale şi anume scleroterapia urmată imediat de terapie laser Nd:YAG. În ultimul timp, medicamentele sclerozante sunt folosite sub formă de spumă, care prezintă o serie de beneficii în comparaţie cu injectarea de soluţii. Unul dintre cei mai folosiţi agenţi sclerozanţi este Polidocanolul, care este un surfactant non-ionic ce aparţine grupului de eteri alchil poliglicolici. Acesta constituie elementul activ din medicamentul comercializat sub denumirea de Aethoxysclerol. Utilizând metoda Tessari au fost preparate diferite probe de spumă; stabilitatea acestora a fost evaluată pe baza timpului lor de viaţă, precum şi prin măsurarea tensiunii superficiale dinamice utilizând picături suspendate. Probe de soluţii dar şi spume de Aethoxysclerol şi de Polidocanol în apă/etanol au fost expuse la radiaţie laser la 266 nm emisă de un system FHG cuplat cu un laser pulsat cu Nd:YAG. Proprietăţile optice ale acestora, înainte şi după iradiere laser au fost măsurate prin metode spectroscopice (absorbţie UV/VIS, FTIR şi împrăştiere Raman).

Faza nr. 4

Responsabil: Dr. Monica NEMŢANU

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 şi 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 capcană Paul cu aplicaţii în spectroscopia de masă a aerosolilor și nanoparticulelor, în vederea monitorizării poluării mediului"

Abstract: Stocarea de micropaticule și aerosoli este un domeniu de larg interes pentru fizică și chimie. În cadrul fazei a fost investigată stocarea de microparticule în geometrii de capcană Paul multipolară ce funcționează în aer, în condiții ambientale standard de temperatură și presiune (SATP). Au fost proiectate și realizate o capcană Paul multipolară cu 8 și respectiv 12 electrozi, în scopul de a obţine stocare stabilă pentru numere mai mari de nanoparticule, în scopul creșterii raportului semnal-zgomot și studiului stabilităţii dinamice a particulelor confinate în câmpuri 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 prezintă regimuri de cuplaj puternic, caracterizate prin mișcare colectivă. Au fost observate structuri ordonate plane (2D) și 3D ale acestor nanoparticule, în funcție de frecvenţa tensiunii alternative de stocare și sarcina specifică a acestora. Potențialul electric în interiorul capcanei a fost obținut prin metoda cuvei electrolitice. Dinamica particulelor a fost simulată 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 între rezultatele experimentale și simulările numerice efectuate. Conform rezultatelor preliminare obţinute, capcanele ionice multipolare pot fi cuplate cu un spectrometru de masă pentru aerosoli (AMS) pentru a investiga calitativ nanoparticulele de aerosoli prezente în atmosferă, ceea ce face ca aceste capcane să fie foarte adecvate pentru studii de monitorizare a poluării mediului.