loader image

LATVIJAS

BIOMEDICĪNAS

PĒTĪJUMU UN STUDIJU CENTRS


BIOMEDICĪNAS PĒTĪJUMI UN IZGLĪTĪBA NO GĒNIEM LĪDZ CILVĒKAM

Projekta nosaukums: „Liela laukuma daudzfunkcionālu antibakteriālu un antivirālu nano-pārklājumu uzklāšanas tehnoloģijas”

Projekts tiek veikts Eiropas Reģionālā attīstības fonda (ERAF) 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” 5. kārtas ietvaros.

Projekta identifikācijas Nr.: 1.1.1.1/21/A/050

Projekta izpildes termiņš: 2022. gada 1. janvāris – 2023. gada 30. novembris

Projekta kopējais finansējums: 500 000,00 EUR

Projekta īstenotājs: Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

Sadarbības partneris: Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs

Projekta zinātniskā vadītāja BMC: Dr. biol. Anna Zajakina

Projekta kopsavilkums:

Šī rūpnieciskās izpētes projekta mērķis ir attīstīt progresīvu “roll-to-roll (R2R) fizikālo tvaiku uzklāšanas (PVD) tehnoloģiju jauna tipa daudzfunkcionālu antibakteriālu un antivirālu (MABAV) pārklājumu ražošanai lielā apjomā. Mēs ierosinām izgatavot un izpētīt MABAV materiālus plāno kārtiņu un daudzslāņu veidā ar fotohromām,  gaismu caurspīdīgām un elektrovadošām daudzfunkcionālām īpašībām, kuru pamatā ir retzemju oksihidrīdi (REHO) kā YHO un metāla oksīdi (MO) kā ZnO vai WO3 (MoO3) kombinācijā ar metāla (Cu, Ag u.c.) un deitērija (D) piemaisījumiem.

Pielietojums: viedie logi/stikli, viedās folijas/loksnes (kā starpsienas un barjeras sabiedriskās vietās) un caurspīdīgās elektronikas pielietojumi, tostarp medicīnas ierīces, lai novērstu slimības, samazinot baktēriju un vīrusu izplatību, pievēršot uzmanību SARS-CoV-2, lai ierobežotu un samazinātu šī vīrusa izplatību un līdz ar to izraisīto slimību COVID-19.

Projekta produkti:

  • Jauna R2R tehnoloģija MABAV pārklājumu uzklāšanai uz plastiskas pamatnes (rezultāti: jauna tehnoloģija, patents);
  • Jaunas REHO un MO plānās kārtiņas un daudzslāņi ar augstvērtīgām MABAV īpašībām (rezultāti: zinātniski raksti, jauna produkta prototips, patents).

Projekta ietekme:

Projekts veicinās R2R tehnoloģiju elastīgām ierīcēm, viedo stiklu un viedo logu, un globālo pusvadītāju globālos tirgus, atbalstot SARS-CoV-2 izplatības samazināšanos tādu produktu izmantošanā kā brilles, e-papīrs, plastmasa, loksnes, folijas, skārienjūtīgos ekrānus un citas ierīces, kurās jāizmanto caurspīdīgi materiāli, tādējādi radot globālu ietekmi, saglabājot cilvēku veselību un pasaules ekonomikas labklājību kopumā, kā arī nodrošinot Latvijas zinātnes un rūpniecības konkurētspēju starptautiskā līmenī.

Informācija ievietota 03.01.2022.

Projekta progress:

  1. gada 1. janvāris – 2022. gada 31. marts

Tika izveidota un aprobēta testēšanas metodika, lai novērtētu jauno nanopārklājumu antibakteriālās īpašības. Metodes pamatā ir biocīdās aktivitātes noteikšana uz virsmām saskaņā ar EN ISO 1276 un EN ISO 16615 standartiem. Lai uzlabotu skrīninga tehnoloģijas efektivitāti, testi tiek veikti 12-iedobju platēs. Turklāt baktēriju audzēšana tika pielāgota inkubācijai 96-iedobju platēs, kas ļauj ātri un droši testēt paraugus. Pašlaik protokols ir optimizēts gram-negatīvo un gram-pozitīvo baktēriju audzēšanai: Escherichia coli, Staphylococcus aureus. Ir iegūti pirmie dati par volframa oksīda saturošo nanopārklājumu biocīdo aktivitāti. Lai novērtētu antivirālo darbību, tika izvēlēti vairāki vīrusu modeļi: Semliki meža vīruss (zīdītāju RNS vīruss ar lipīdu apvalku), MS2 bakteriofāgs (neapvalkots RNS vīruss), Pf1 bakteriofāgs (filamentu vīruss ar ciklisku vienpavediena DNS). Attiecīgie vīrusi ir producēti un kvantificēti.

Informācija publicēta 31.03.2022.

Projekta progress:

  1. gada 1. aprīlis – 2022. gada 30. jūnijs

Tika izanalizēta cinka oksīda un vara antimikrobiālā nanopārklājumu paraugu sērija, izmantojot divu veidu baktērijas, to skaitā Gram-negatīvās Escherichia coli un Gram-pozitīvās Staphylococcus aureus. Pārklājumi ar ZnO un ZnOCuZnO neuzrādīja nozīmīgu antibakteriālo efektu, savukārt ar Cu pārklāti PET paraugi parādīja antibakteriālu aktivitāti. Salīdzinot divas baktēriju kultūras, S. aureus uzrādīja daudz lielāku inhibīcijas pakāpi nekā E. coli. Analizējot baktēriju šūnu dzīvotspējas īpašības (MTT tests), tika konstatēts, ka vara pārklājumi samazina šūnu dzīvotspēju abu kultūru gadījumā. Papildus tam, tika izmērīts reaktīvo skābekļa savienojumu (ROS) daudzums, kultivējot šūnas uz dažādiem pārklājumiem. Rezultātā, tikai varš uzrādīja reaktīvo skābekļa paveidu parādīšanās uz virsmas, izraisot nozīmīgu antibakteriālo efektu. Eksperimentos ar vīrusiem, izmantojot MS2 bakteriofāgu un SFV replikācijas defektīvo cilvēka vīrusu, tika iegūti līdzīgie rezultāti, kur tikai ar Cu pārklāti PET paraugi uzrādīja statistiski nozīmīgu antivirālu efektu. SFV vīrusa titra noteikšanai tika izstradāta inovatīvā digitālā PCR kvantifikācijas metode, kura tika prezentēta starptautiskajā FEBS3+ konferencē, 16.06.-18.06.2022., Tallina, Igaunija. Stenda nosaukums “Quantification of alphaviral vectors using droplet digital PCR”, autori: Ksenija Korotkaja un Anna Zajakina.

Informācija publicēta 30.06.2022.

Projekta progress:

  1. gada 1. jūlijs – 2022. gada 30. septembris

Anti-bakteriālo un anti-virālo efektu testēšanas pasākumi sevī iekļauj plašu testēšanas metodoloģiju un paņēmienu klāstu. Darbība netiek ierobežota tikai ar tradicionāli izmantojamo testēšanas metodoloģiju realizēšanu. Testēšanas standartos aprakstītas metodoloģijas tika pielāgotas esošam testējamo paraugu daudzumam un to piemērotākiem izmēriem. Optimizācijas rezultātā tiek izmantots mazāks parauga daudzums, palielinot individuālo atkārtojumu daudzumu un palielinot eksperimentu precizitāti. Optimizēta metodoloģija ir aprobēta uz vairākām baktēriju sugām, kā arī papildināta ar paņēmieniem anti-virālo efektu noteikšanai. Ar nolūku labāk saprast testējamo anti-mikrobiālo pārklājumu iedarbības mehānismus uz mikroorganismiem tiek izmantotas molekulārās testēšanas metodoloģijas. Tiek noteiktas baktēriju enzīmātiskās aktivitātes izmaiņas un reaktīvo skābekļa savienojumu producēšana kontaktā ar pārklājuma virsmu. Tika uzsākts darbs ar savvaļas tipa SARS-CoV2 (B1.1.7 līnija) vīrusu BSL3 drošības līmeņa laboratorijā. Tiks optimizēta vīrusa kultivācijas un testēšanas metodoloģija uz PET virsmas.

Informācija publicēta 30.09.2022.

Projekta progress

  1. gada 1. oktobris – 2022. gada 31. decembris

Tika izanalizēta WO/Cu antimikrobiālā iedarbība lielā laukuma nanopārklājumu paraugu sērijai, izmantojot divu veidu baktērijas, to skaitā Gram-negatīvās Escherichia coli un Gram-pozitīvās Staphylococcus aureus. Tika atlasīts viens paraugs, kurš uzrādīja lielu E.coli inhibēšanas efektu (>5 log), kā arī citi paraugi ar mazāku inhibēšanas efektu (2-3 log). Tomēr, atlasītajiem paraugiem antimikrobiālais efekts ar S.aureus baktēriju nebija izteikts (< 2 log). Tika izanalizēts antimikrobiālais efekts atkarībā no uznesto baktēriju daudzuma un inkubācijas laika (2 st, 24 st). Kopumā, vislielākais antimikrobiālais efekts tika novērots, palielinot inkubācijas laiku un samazinot baktēriju skaitu, kas tika apstiprināts ar divām metodēm (mikroatšķaidījumu pilienu metode un standartu Petri plates metode). Agrāk atlasītie paraugi tiek testēti ar MS2 bakteriofāgu.

SARS-CoV2 (B1.1.7 līnija) vīruss tika producēts BSL3 drošības līmeņa laboratorijā. Iegūts vīrusa titrs bija mazāks par 105/ml, kas nav pietiekoši antivirāliem testiem. Tiek plānots optimizēt vīrusa producēšanas metodiku, izmantojot modificētas šūnu līnijas.

Informācija publicēta 30.12.2022.