Etape de dezvoltare a proiectului

Etapa 1. Solutii biotehnologice originale de valorificare a unor deseuri entomologice si de pielarie prin configurarea unor grupuri structurale bioactive utilizabile in homeostazia dermo-epidermica

Perioada Raportare:  – 

Buget: 380.480,00

Cofinantare: 94.090,00

Total: 474.570,00

Status: Raportare in Lucru (C)

Activitatea 1.1.  Studii de fezabilitate pentru dezvoltare experimentala

Activitatea 1.2 Stagii de optimizare tehnologica pentru cresterea fidelitatii testelor de laborator in raport cu sistemul real privind obtinerea preparatului chitinos din deseuri entomologice

Activitatea 1.3 Valorificarea tehnologiilor validate la nivel de laborator pentru obtinerea unor fractii cheratinice bioactive din lana de ovine

Activitatea 1.4 Studii si elemente descriptive, screening analitic si testarea performantelor pentru obtinerea unei matrici de incorporare a pricipiilor active tinta pentru 3D printing

Activitatea 1.5 Studii descriptive avansate pentru utilizarea unor materiale intermetalice antimicrobiene incorporate in matrice pe baza de filamente de PLDLLA

Activitatea 1.6  Teste de performanta antimicrobiana a unui complex vegetal imbogatit cu borura de magneziu obtinut prin procese tehnologice optimizate

Activitatea 1.7  Studii in vitro pentru evaluarea actiunii farmacologice a fractiilor de compusi structurali pentru restabilirea homeostaziei cutanate

Activitatea 1.8  Diseminare

Cercetarea multidisciplinara in dezvoltarea de produs farmaceutic si complexitatea studiilor experimentale ce reunesc domenii variate de la biotehnologii de valorificare a deseurilor entomologice si de pielarie, caracterizari fizico-chimice si microbiologice, la ingineria materialelor, 3D-printing si explorari functionale la nivel celular si genic  au debutat in consortiul celor patru parteneri implicati prin

  • Studii si optimizari tehnologice de obtinere a fractiilor cheratinice si preparatului chitinos.
  • Studii avansate pentru aplicatii biologice in regenerare cuatanata a materialelor intermetalice (borura de magneziu).
  • Obtinerea unei matrici de incorporare a principiilor active compatibila cu 3D-printing.
  • Evidentierea eficacitatii antimicrobiene maximizate prin asocieri intre compusi intermetalici si extracte vegetale.
  • Evaluarea echilibrului intre potentialul citotoxic si activitate specifica in restabilirea homeostaziei cutanate; Actiune regeneratoare „in vitro” demonstrata prin tehnici corelative si mecanisme celulare convergente la nivel de keratinocit, fibroblast si endoteliu vascular.

Rezultate:

1. Biotehnologii eficiente de obtinere a cheratinei din lana de ovine – 2 variante de fractii: Espe si Valke, caracterizate in vederea identificarii grupelor functionale si intelegerii relatiilor proprietati-structura-procesare

Fractii de Cheratina –Espe si Valke liofilizate  – studii realizate de P1-INCD-TP

2. Biotehnologii orientate selectiv catre obtinerea de preparate chitinoase din deseuri entomologice. Produsii de extractie au fost caracterizati prin tehnici performante de analiza si comparati cu chitina standard comercial, obtinandu-se similitudine structurala

Similitudine structurala intre cheratina din deseu entomologic si cheratina de referinta

3. Obtinerea de extracte vegetale de trei frati patati, albastrele si brusture conform procedeelor tehnologice validate anterior si caracterizati conform proiectului de specificatie existent. In plus, s-au realizat variante liofilizate pentru o incarcare mai eficienta a suporturilor inerte biocompatibile.

Extracte vegetale de trei frati patati si albastrele liofilizate

4. Caracterizarea compusilor intermetalici de interes si selectia variantei de borura de magneziu – tip LTS; depunerea acesteia, singular si in asociere cu cheratina Espe / Valke pe suport tip PVP, biologic compatibil, in cadrul studiilor preliminare de dezvoltare de pansamente pentru plagi cu vindecare intarziata.

Selectie imagini SEM pe probe de MgB2 masiv sinterizate prin SPS dupa imersate in apa (5 si 8) si in ser fiziologic (12 si 13). – Studii realizate de P2-INCD-FM

5. Printare 3-D in diferite configuratii (porozitate, diametru)a doua tipuri de materiale biocompatibile (ex. PLLA, TPU) si initiere studii comparative de incarcare cu 2 tipuri de extracte vegetale (liofilizat de 3 frati patati si tinctura de brusture)

Probe cu pori giroidali, având porozitate de: 75% (a,d), 50 % (b) și (25 %) c. – Studii realizate de P3-UPB

6. Evidentierea eficacitatii antimicrobiene pentru extracte vegetale in asociere cu borura de magneziu.

7. Evidentierea, prin trei tehnici complementare (LDH, MTS si apoptoza), a profilului de compatibilitate dermo-epidermica, pe culturi de keratinocit, fibroblast si endoteliu vascular pentru cheratina Espe si valke, hidrolizat de chitina din deseuri entomologice, borura de magneziu tip LTS si asocieri controlate intre componente – 3:1 si 1:1. De asemenea, s-a determinat o buna compatibilitate celulara dupa contact indirect cu mediul de cultura, pentru suporturile PLLA si PVP, singulare si cu cheratina si borura de magneziu depuse, la timp de contact de maxim 20h.

8. Demonstrarea la nivel celular si genic a eficacitatii in mecanisme de regenerare cutanataL: protectie fata de apoptoza indusa de stimulare pro-inflamatorie, diferentiere keratinocitara si turn-over dermo-epidermic, stress oxidativ si inflamatie pe multiple cai de semnalizare

Toate aceste realizari stiintifice si tehnologice confera o baza solida pentru cercetarile si transferul  la scara superioara, etape esentiale in dezvoltarea de produs destinat  ranilor cronice si plagilor cu vindecare deficitara.

Etapa 2. Investigatie critica de design si eficacitate in regenerarea cutanata a unor prototipuri obtinute prin procese tehnologice originale

Perioada Raportare:  – 

Buget: 571.228,00

Cofinantare: 130.410,00

Total: 701.638,00

Status: Raportare Activa (C)

Activitatea 2.1.  Validarea biotehnologiei de obtinere a fractiilor de cheratina bioactiva la nivel pilot; Proiect de specificatie tehnologica

Activitatea 2.2 Elaborarea unor procese biotehnologice optimizate pentru obtinerea fractiilor chitinoase standardizate; Proiect de specificatie tehnologica

Activitatea 2.3 Elaborarea unor tehnici si procese tehnologice inovative de formulare pentru biodisponibilitate si eficacitate crescuta a produselor topice

Activitatea 2.4 Tehnologii inovative de obtinere a matricei polimerice suport pentru integrarea materialului intermetalic antimicrobian si a principiilor active vegetale

Activitatea 2.5 Validarea design-ului structural al prototipurilor pentru regenerare cutanata prin confirmarea “in vitro” a activitatii biologice prin mecanisme celulare si moleculare specifice

Activitatea 2.6  Diseminare

Activitatea 2.6  Diseminare

 Etapa 3. Demonstrarea functionalitatii in sistem industrial a prototipurilor obtinute prin asocieri originale de fractii bioactive chitinoase si cheratinice in suportul antimicrobian de uz topic 

Perioada Raportare:  – 

Buget: 237.292,00

Cofinantare: 143.500,00

Total: 380.792,00

Activitatea 3.1 REALIZARE DE MATRICI ELASTICE / PROTEZE pentru regenerare tesut; CONFIGURAREA PROTOTIPURILOR TIP PANSAMENT si MATRICE 3D prin integrarea materialelor in sistemul polimer+MgB2+cheratina/ chitina/ extracte vegetale si depunere pe suport;

Activitatea 3.2 Obtinerea si caracterizarea principiilor active pentru fabricația prototipurilor topice regenerative

  1. Documentatie tehnica privind obtinerea extractelor vegetale de trei frati patati, albastrele si brusture
  2. Cheratina hidrolizata tip VALKE – KER 2
  3. Documentație GMP pentru extracte vegetale de interes

Activitatea 3.3 VALIDAREA DESIGNULUI DE PROTOTIP PANSAMENT SI MATRICE 3D PRIN STUDII DE DESORBTIE A PRINCIPIILOR ACTIVE

Activitatea 3.4 VALIDAREA PROTOTIPURILOR GEL FILM FORMATOR SI PUDRA PENTRU PLAGI IN SISTEM REAL DE FUNCTIONARE PRIN RIDICARE LA SCARA A TEHNOLOGIILOR DE FABRICATIE

  1. GEL FILM FORMATOR PENTRU RANI CRONICE
  2. GEL HIDROGEL
  3. CREMA GEL
  4. PUDRA PENTRU PLAGI

Activitatea 3.5 CONFIRMAREA biocompatibilitatii si performantei prototipurilor in model preclinic “in vitro” corelat cu teste „in vivo”

  1. Screening de confirmare a capacitatii de regenerare cutanata pentru solutiile asociative propuse; exemplificare model de testare “zebra –fish”
  2. Testare multiparametrica “in vivo” a tolerantei cutanate si a compatibilitatii cu pielea prin tehnici neinvazive

Procesul de refacere lezionara urmarit ïn vitro”prin „scratch-test”- Testarea asocierilor de principii active depuse pe suport de plastic

GEL FILM FORMATOR PENTRU RANI CRONICE

Reprezentarea schematica a procesului de incarcare prin ultrasonare a matricei polimerice printate 3D

Schema tehnologica de realizare a cheratinei bioactive, liofilizate

PDF Descriere Procese tehnologice de obtinere a chitinei din surse entomologice

 CONCLUZII:

Complexitatea activitatilor desfasurate de catre consortiul multidisciplinar implicat in realizarea proiectului a condus la indeplinirea obiectivelor propuse, concretizate in: biotehnologii de obtinere a fractiilor de cheratina bioactive din deseuri de lana de ovine, complex cheratinic entomologic activ in regenerarea cutanata, design de asociere principii active (inclusiv compuși intermetalici si extracte vegetale) pentru maximizarea efectului terapeutic, formulari avansate pentru pudra pentru plagi cronice, gel film formator, 2 produse topice pentru rani, transferuri pilot si validare de procese de fabricatie, configurare pansamente pe suport textil sau plastic, matrici elastice si proteze personalizate rezultate din 3-D printing si avand principii active incluse in porozitatea cu geometrie controlata, validarea actiunii in terapia ranilor cu vindecare dificila prin screening aprofundat “in vitro”, configurarea de modele experimentale animale “peste-zebra” si investigatii “in vivo” neinvazive. Rezultatele au fost valorificate in publicatii stiintifice, inclusiv cu factor de impact international, medalii de aur la Congrese de Inventica, 2 cereri de brevet, si s-au prezentat, pentru diseminare in mediul academic si științific, in cadrul workshop-ului cu titlul: „Valorificarea unor complexe polipeptidice din industria farmaceutica si de pielărie in asocieri si sisteme terapeutice inovative pentru regenerare cutanata”.