| Nr. | Darba uzdevumi | Galvenie rezultāti |
|---|---|---|
| 4.1 | ||
| 1. | Neorganisku biomateriālu ar zemu kristāliskuma pakāpi sintēze un polimēra/neogranisku nanodaļiņu kompozītmateriālu iegūšana. | Pamatojoties uz literatūras datiem, apkopota informācija par neorganisku biomateriālu, t. s. kalcija fosfātu, ar zemu kristāliskuma pakāpi īpašībām un sintēzes metodēm, stabilizēšanas paņēmieniem un izmantošanas iespējām dažāda veida polimēru/neorganisku nanodaļiņu kompozītmateriālos kaulaudu un skrimšļaudu aizvietošanai. |
| 2. | Lokālu zāļu piegādes sistēmu/multifunkcionālu nanoCaP biomateriālu izveide un īpašību izpēte. | Izstrādāta analītiskā metode vankomicīna hidrohlorīda satura noteikšanai ūdenī, simulētajā ķermeņa šķidrumā un fosfāta buferšķīdumā, izmantojot UV/VIS spektrofotometrijas metodi pie λ=280nm. |
| 3. | Biomateriālu uz porainu titāna dioksīda keramisko pamatņu bāzes izgatavošana un īpašību pētījumi. | Dalība starptautiskā konferencē "26th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine" ar mutisko referātu "Enhanced in vitro apatite-forming ability of porous TiO2 scaffolds" (Barselona, Spānija). Dalība starptautiskā konferencē "Unified scientific approaches towards regenerative orthopaedics and dentistry" (REDEOR) ar stenda referātu "3D porous titania ceramic scaffolds for bone tissue regeneration" (Venēcija, Itālija). |
| 4. | Biomateriālu uz bionoārdāmu polimēru un kalcija fosfātu bāzes ar augstu neorganiskās masas daļu iegūšanas metodes izstrāde un īpašību izpēte. | Veikta literatūras analīze par kompozītmateriālu izstrādes metodēm un raksturojumu uz kalcija fosfātu un sintētisku bionoārdāmu polimēru bāzes. |
| 5. | Biomateriālu uz hidroksilapatīta bāzes, kuru struktūrā daļēji tiek aizvietoti Ca2+ joni ar Sr2+ joniem un OH- joni ar F- joniem, iegūšana un raksturošana. | Izstrādāta aizvietota Ca-deficīa hidroksilapatīta sintēzes metode. Izveidota analītiskā metode fluora kvantitatīvai noteikšanai produktā, izmantojot UV-VIS spektrofotometrijas metodi. |
| 4.2 | ||
| 1. | Veikt literatūras analīzi par nepieciešamām reakcijām un novērtējumu osteoporotiskiem kaulaudiem pirms un pēc kaulaudus pastiprinošu biomateriālu implantācijas. | Izveidots literatūras apskats. |
| 2. | Sagatavot nepieciešamo dokumentāciju LR Pārtikas un veterinārajam dienestam, izmēģinājuma operāciju atļaujas saņemšanai. | Iesniegta dokumentācija LR PVD izmēģinājuma operāciju atļaujas saņemšanai projektā plānotajā pētījumā ar eksperimenta dzīvniekiem. |
| 3. | Veikt projektā paredzēto in vivo eksperimentālo operāciju metodikas un pēc implantācijas rezultātu novērtēšanas izstrādi. | Izstrādāta metodika. |
| 4.3 | ||
| 1. | Pētījuma plāna sagatavošana. | Izstrādāts pētījuma plāns nanomateriālu biosaderības novērtēšanai in Noteiktas metodes darbu veikšanai kā arī sastādīts laika grafiks. Pētījuma gaitā plānots noteikt nanomateriālu paraugu biosaderību novērtējot šūnu testsistēmas augšanas dinamiku. |
| 2. | Eksperimentālais darbs. Nanomateriālu in vitro funkcionālā novērtēšana. | Eksperimentālā darba pārskats un interperetācija. Sagatavoti standartoperāciju protokoli. Veikt apakšprojekta nr. 4.3 iesniegto paraugu biosaderības novērtēšana nosakot šūnu skaita izmaiņu dinamiku un DNS kvantificēšanas metodes. |
| 4.4 | ||
| 1. | Biogēno kalcija karbonātu pētījumi ar ramanspektroskopijas metodi. | Publikācijas sagatavošana. |
| 2. | Gaismas plūsmas acs segmentos modelēšana un digitālizācija. | Publikācijas sagatavošana. |
| 4.5 | ||
| 1. | Superparamagnētiskas daļiņas svārstību harmoniskā magnētiskajā laukā ar ortogonālu pastāvīgo lauku dinamisko vienādojumu iegūšana. Eksperimentālo datu apstrāde izmantojot iegūtos dinamiskos modeļus. Formas faktoru novērtēšana no eksperimentālajiem rezultātiem, izmantojot dinamisko modeli. | Izveidota metode viskoelastīgo īpašību mērīšanai, izmantojot mikroskopisku superparamagnētisku daļiņu un magnētisko lauku, par ko sagatavota publikācija, kas publicēta žurnālā “Soft Matter”, 11, 2563-2569 (2015). |
| 2. | Matemātiskā modeļa izveidošana un skaitliska algoritma iegūšana dipola dinamikai rotējošā magnētiskajā laukā viskoelastīgā vidē. Modeļa parametru piemeklēšana, lai skaitliski iegūtie rezultāti sakristu ar eksperimentāli novērotajiem rezultātiem. Elastīgās daļas ietekmes uz eksperimentālajiem rezultātiem novērtējums. | Izveidots matemātisks modelis, kurš apraksta daļiņas kustību konstantā un tam ortogonālā magnētiskā laukā. Analītisks atrisinājums iegūts izmantojot viduvējošanas metodi. Tas labi apraksta skaitliskās simulācijas rezultātus. Iegūtais atrisinājums izmantots daļiņas formfaktora noteikšanai, kurš nepieciešams mikroreoloģisku mērījumu veikšanai. |
| 4.6 | ||
| 1. | Eksperimentāli pētījumi par magnētisko nanodaļiņu pārnesi izotermiskā un neizotermiskā porainā vidē. | Izstrādāta metode ferokoloīdu nanodaļiņu termodifūzijas un difūzijas koeficientu noteikšanai plānā porainā slānī un iegūti eksperimentāli rezultāti vairākiem ferokoloīdu paraugiem. |
| 2. | Ar cēlmetāliem pārklātu magnētisko nanodaļiņu sintēze. | Izstrādāta metode ar cēlmetāliem pārklātu magnētisku nanodaļiņu iegūšanai. Iegūtas magnetīta nanodaļiņas ar platīna un zelta pārklājumu. |
| 4.7 | ||
| 1. | Teorētiska optimālu optisko biosensoru metožu atlase vides un pārtikas produktu kvalitātes operatīvam monitoringam. | Uzsākta metodoloģijas izstrādes sagatavošana, kuras laikā tika veikta piemērotāko molekulāro metožu atlase un izvēlēti piemērotākie biosensori. Iesniegts pieteikums referātam 6. starptautiskā zinātniskā konferencē "International Conference on Environmental, Industrial and Applied Microbiology", Barselona, Spānija. |
| 4.1 | ||
| 1. | Pabeigts literatūras apskata posms neorganisku biomateriālu ar zemu kristāliskuma pakāpi sintēzē un polimēra/neorganisku nanodaļiņu kompozītmateriālu iegūšanā. Pārsvarā aplūkota literatūra par kalcija fosfātiem, kuru ķīmiskais sastāvs līdzīgs dabīgo kaulu neorganiskās daļas sastāvam. Izmantotās literatūras sarakstā ir 138 ieraksti. Sistematizēto literatūras apskatu par amorfiem/mazkristāliskiem kalcija fosfātiem plānots iesniegt publikācijas veidā starptautiski citējamā materiālzinātņu žurnālā. Apkopotas neorganisko biomateriālu ar zemu kristāliskuma pakāpi sintēzes metodes (mehanoķīmiskā, nogulsnēšanas, sola-gēla, hidrotermiskā u.c.), to priekšrocības un trūkumi. Polimēra/neorganisku nanodaļiņu kompozītmateriālu iegūšanai biomateriālu pielietojumam izvēlētas kalcija fosfātu nanodaļiņas, kuras ir amorfas vai ar zemu kristāliskuma pakāpi. Izvēle pamatota ar šādu materiālu unikālajām īpašībām, salīdzinot ar tradicionālajiem kristāliskajiem kalcija fosfātiem. Pateicoties to mazkristāliskajai struktūrai tiem ir mazs daļiņu izmērs un liels īpatnējās virsmas laukums, liela reaktivitāte un laba šķīdība, tie ir daudz bioaktīvāki un ostekonduktīvāki par hidroksiapatītu. Dabīgā kaula neorganiskā daļa arī ir ar zemu kristāliskuma pakāpi. Amorfas un daļēji kristāliskas kalcija fosfātu nanodaļiņas ūdens šķīdumos ir metastabilas – tās pārveidojas par termodinamiski stabilo hidrokispatīta kristālisko fāzi. Tādēļ apkopoti šādu materiālu stabilizēšanas paņēmieni, piemēram, sintēzes šķīdumam pievienojot anjonus (CO32-, P2O74-, F-) vai katjonus (Mg2+, Zr2+), organiskus šķīdinātājus (etilspirtu, metilspirtu) vai lielmolekulārus savienojumus (polietilēnglikolu), kā arī kontrolējot sintēzes tehnoloģiskos parametrus (temperatūru, sintēzes beigu pH, laiku, reģentu koncentrāciju, maisīšanu, lietojot ultraskaņu vai mikroviļņu starojumu, nogulšņu skalošanu, žāvēšanu u.c.). Apkopota informācija par polimēra/neorganisku nanodaliņu kompozītmateriālu iegūšanu un pielietojumu kaulaudu un skrimšļaudu aizvietošanai. Turpmākai mazkristālisko/amorfo kalcija fosfātu sintēzei izvēlēta nogulsnēšanas metode šķīdumos ar tehnoloģisko parametru kontroli, jo tā ir salīdzinoši vienkārša, to var veikt pat istabas temperatūrā, nav nepieciešami dārgi reaģenti u.c. Metodi pielāgos amorfu un ar kontrolētu kristāliskuma pakāpi kalcija fosfātu nanodaļiņu iegūšanai. Iegūtajām kalcija fosfātu nanodaļiņām tiks noteiktas fizikāli ķīmiskās īpašības. Nepieciešamības gadījumā tiks pievienoti organiskie šķīdinātāji vai izvēlēti citi stabilizācijas mehānismi. Tiks veikta sintēzes izstrāde un iegūto materiālu fizikāli-ķīmisko īpašību testēšana. Iegūtās kalcija fosfātu nanodaļiņas tiks izmantotas jaunu kompozītmateriālu izstrādē. | |
| 2. | Pilnībā pabeigts pirmais posms lokālu zāļu piegādes sistēmu/multifunkcionālu nanoCaP biomateriālu izveidē un īpašību izpētē. Rezultātā izstrādāta analītiskā metode vankomicīna hidrohlorīda satura noteikšanai ūdenī, simulētajā ķermeņa šķidrumā un fosfāta buferšķīdumā, izmantojot UV/VIS spektrofotometrijas metodi pie λ=280nm. Izmantojot izstrādāto metodi, pētīta vankomicīna hidrohlorīda izdalīšanās no CaP kaulu cementiem, kā arī no multifunkcionālām mikrokapsulām. Pētījuma rezultātā publicēta zinātniskā publikācija: D.Loca, M.Sokolova, J.Locs, A.Smirnova, Z.Irbe. Calcium phosphate bone cements for local vancomycin delivery. Mater. Sci. Eng. C, 2015, 49, 106-113 Rezultātu praktisko pielietojumu apliecina VPP pirmajā posmā publicētā zinātniskā publikācija, kurā apkopoti iepriekšējā Valsts Pētījumu programmā uzsāktie pētījumi: S. Grybauskas, J. Locs, I. Salma, G. Salms, L. Berzina-Cimdina. Volumetric analysis of implanted biphasic calcium phosphate/collagen composite by three-dimensional cone beam computed tomography head model superimposition. J. Cranio. Maxill. Surg., 2015, 43 (1), pp. 167-174. | |
| 3. | Pārskata periodā veikta porainu titāna dioksīda poraino pamatņu izgatavošana, modificēšana un īpašību izpēte, uzsvaru liekot uz termiskās apstrādes ietekmi uz poraino pamatņu mehānisko izturību un in vitro bioaktivitātes uzlabošanu. Par pētījumos iegūtajiem rezultātiem ziņots divās starptautiskās konferencēs: "26th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine" ar mutisko referātu "Enhanced in vitro apatite-forming ability of porous TiO2 scaffolds" (Barselona, Spānija, un "Unified scientific approaches towards regenerative orthopaedics and dentistry" (REDEOR) ar stenda referātu "3D porous titania ceramic scaffolds for bone tissue regeneration" (Venēcija, Itālija,), kā arī sagatavota un iesniegta publikācija „Preparation and characterization of porous titania ceramic scaffolds” RTU Zinātnisko rakstu krājumā (RTU Material Science and Applied Chemistry, 2015/31, pp. 5-90). | |
| 4. | Pēdējos gados organisku-neorganisku nanostrukturētu kompozītmateriālu izstrāde kaulaudu inženierijai ir daudzsološs biomateriālu pētniecības virziens, kas balstīts uz dabīgo kaulaudu struktūras kopēšanu. Kauls ir dabīgs kompozītmateriāls ar hierarhisku struktūru, kura sastāvu veido organiskā daļa (kolagēna molekulas) un neorganiskā jeb minerālā daļa (bioloģiskā apatīta kristāli). Pazīstamākie kalcija fosfāti, kurus izmanto kompozītmateriālu neorganiskai daļai – hidroksilapatīts, β-trikalcija fosfāts un divfāžu kalcija fosfāti, savukārt kompozītmateriālu organiskai daļai izmanto gan sintētiskos (polilaktāts, poliglikolāts u.c.), gan dabīgas izcelsmes biopolimērus (hitozāns, algināts, zīds, kolagēns u.c.). Viena no piemērotākajām organisko-neorganisko nanostrukturēto kompozītmateriālu izstrādes metodēm ir balstīta uz neorganiskās fāzes (piem., HAp) in situ kristalizāciju organiskajā komponentē (ūdenī šķīstošu sintētisku vai dabīgu bionoārdāmu polimēru vidē). Zinātniskajā literatūrā plaši pētīti un komopozītmateriālu izstrādē izmantoti polimēri, kas satur tādas funkcionālās grupas kā [-COOH], [-CH-], [-CH2-], [-OH], kuras iespējams jonizēt, lai nodrošinātu pozitīvi lādēto (Ca2+) jonu efektīvu piesaistīšanos un kalcija fosfāta fāzes kristalītu nukleāciju, veidojot ķīmisku saiti starp organisko un neorganisko komponenti. Zinātniskajā literatūrā aprakstīta hidroksilapatīta in situ mineralizācija tādos polimēros kā polilaktāts, poliakrilskābe, polivinilaspirts, kolagēns, ciete, želatīns. Zinātniskā literatūrā ir plaši pētītas arī citas bionoārdāmu polimēru un kalcija fosfātu kompozītmateriālu iegūšanas metodes. Kompozītmateriāli var būt veidoti kā mikrokapsulas, plēves, diski, pārklājumi un porainās pamatnes imitējot kortikālo vai trabekulāro kaulu. Polimēru un kalcija fosfātu iegūšanas tehnoloģijas var iedalīt divās lielās grupās, kas balstītas uz iegūto kompozītu porainību – kompozītmateriālu izstrāde kortikālajam kaulam, izmantojot kausējuma ektrūziju, formēšanu, auksto un karsto presēšanu un kompozītmateriālu izstrāde trabekulārajam kaulam, izmantojot elektroforēzi, uzputošanu, fāžu separāciju. Universālas metodes, kuras var izmantot kaulu implantmateriālu izstrādei ir mikroiekapsulēšana, pārklāšana, šķīdinātāja liešana u.c. | |
| 5. | Izstrādāta aizvietota, Ca-deficīta hidroksilapatīta iegūšanas tehnoloģija, balstoties uz tradicionālo šķīdumu nogulsnēšanas metodi. Šajā procesā maksimālais hidroksilapatīta struktūrā iekļauto jonu daudzums ir Sr2+ (6.4 masas%) un F- (4.0 masas%). Izveidota analītiskā UV-VIS spektrofotometrijas metode fluora daudzuma noteikšanai pulverveida produktā pie viļņu garuma λ=600 nm. | |
| 4.2 | ||
| 1. | Osteopontīns (OP) regulē fizioloģisku un patoloģisku kaula mineralizāciju. OP var ierosināt kā kaula formēšanos, tā arī rezorbciju. Tiek uzskatīts, ka tieši OP iniciē procesu, kura rezultātā osteoklastiem rodas nelīdzena, rievaina virsma, kas ir būtiska, lai uzsāktu kaula rezorbciju. | |
| 2. | OPG/RANKL sistēmai ir liela loma osteoklastu diferenciācijā. OPG ir būtiskākais nosakāmais rādītājs kaula rezorbcijas novērtēšanā, jo tas ir lielāks, jo lielāka ticamība, ka RANKL būs saistīts, un kaula rezorcija tiks krietni mazināta vai pat novērsta. | |
| 3. | Kaulaudu zudums ir viena no komplikācijām pēc biomateriāla implantācijas cietajos audos. Proinflamatorais citokīns IL-1 uzrādīja proosteoklastogēnus efektus, kā atbildes reakciju uz rezorbējoša biomateriāla daļiņām. IL-10 ir nozīmīgākais imūnās atbildes pretiekaisuma citokīns, kas ir spēcīgs proinflamatoro citokīnu sintēzes inhibitors. Imūnajā sistēmā pastāv dinamisks līdzsvars starp proinflamatoriem citokīniem un pretiekaisuma komponentēm. | |
| 4.3 | ||
| 1. | Sagatavots pētījuma plāns | |
| 2. | Sagatavotas standartoperāciju, kas nepiecieciešamas eksperimentālā darba veikšanai: Šūnu kultivēšana TI-001, Šūnu pārsēšana TI-002, Šūnu uzglabāšana saldējot TI-003, Šūnu atsaldēšana TI-004, Šūnu skaitīšana un dzīvo šūnu noteikšana TI-005, Šūnu proliferācijas noteikšana TI-006. Veikts eksperimentālais darbs. Novērtēta iesniegto kalcija fosfātu (8 sērijas) un TiO2 (4 sērijas) poraino biokeramikas paraugu ietekme uz šūnu proliferāciju. Kalcija fosfāta biokeramikas grupā paraugu sērijas ar identifikatoru 673_50/50, 324_0/100, 3_Sr-BCP ir mēreni citotoksikas - šūnu skaits ir aptuveni vienāds ar uzsēto šūnu skaitu. Šo paraugu sastāvā esošās vielas inhibē šūnu augšanu, bet atšķirībā no pārējiem grupas paraugiem nesamazina kopējo šūnu skaitu. Porainās keramikas sērijas paraugu grupā, paraugi ar identifikatoru Nano (vidēji 37,5% pret kontroli) un Polimērs (vidēji 60% pret kontroli) mēreni inhibē šūnu augšanu, savukārt paraugi Vakuums un Gaiss ir citotoksiski. | |
| 4.4 | ||
| 1. | Pēdējos gados veikti pētījumi par biogēnu jūras un sauszemes izcelsmes kalcija karbonātu, tādu kā koraļļi, jūras un sauszemes gliemežvāki, olu čaumalu pielietošanas iespējām nanotehnoloģiju un biomateriālu izstrādes jomā. Turklāt, olu čaumalas ir viens no izplatītākajiem mājsaimniecības blakusproduktiem. Deponējot šo biogēno materiālu lielos daudzumos, var rasties apdraudējums videi. Konstatēts, ka biogēnie karbonāti var būt unikāls izejmateriāls kalcija fosfātu biomateriālu izstrādei. Projekta ietvaros veiktas dažādu biogēno kalcija karbonātu (olu čaumalas, koraļļi, perlamutrs u.c.) izpēte ar mikro Raman spektroskopijas analīzi. Konstatēts, ka dažādi kalcija karbonāti sastāv no vairākām kalcija karbonāta polimorfām modifikācijām. Pētot balto olu čaumalas, secināts, ka čaumalu iekšpuse veidota no kalcīta fāzes, savukārt ārējā mala veidota no aragonīta fāzes. Paralēli veikta kalcija fosfātu biominerālu - žultsakmeņu izpēte ar mikro Raman spektroskopijas analīzi. Izpētīts, ka balto žultsakmeņu iekšpusi un ārpusi veido kalcīts un aragonīts. | |
| 2. | Pētīta gaismas plūsma acs segmentos un realizēta tās digitalizācija. Ir attīstīta eksperimenta tehnika, uztveres laika atkarību noteikšanai acīs ar un bez pataloģijām. Noteikti enzimātisko procesu raksturīgie laiki acu tīklenes struktūrās. Izveidota eksperimentālā iekārta izkliedes modelēšanai acī - kā sensoru izmantojot digitālo fotokameru, un izkliedi kontrolējot ar elektrisko lauku stūrējot polimerā izkliedētu šķidro kristālu mikroburbuļu direktoru virzienus. | |
| 4.5 | ||
| 1. | Pilnībā izveidota metode par superparamagnētiskas daļiņas izmantošanu viskoelastības mērījumiem ar ārēju magnētisko lauku. Izveidotais fizikālais modelis, kas apraksta daļiņas kustību atbilstošajā magnētiskā lauka konfigurācijā, pārbaudīts eksperimentāli, novērojot mikroskopā daļiņas kustību interesējošajā vidē, bakteriofāga Pf1 veidotā gēlā. Eksperimentālo datu apstrādes rezultātā, iegūti daļiņu aprakstošas formas faktora vērtības un viskoelastīgās vides parametri. Rezultāti apkopoti publikācijā, kas publicēts prestižā nozares žurnālā “Soft Matter”, pie tam pētījuma ilustrācijai nokļūstot uz žurnāla vāka (A.Brasovs et al., Soft Matter, 11, 2563-2569 (2015) Izveidotā un demonstrētā metode ir inovatīva un var tikt izmantota tālākiem praktiskiem dažādu viskoelastīgu vidu mikroreoloģijas pētījumiem nelielos tilpumos, kas bieži ir svarīgi biomedicīnā. Savukārt, iegūtie eksperimentālie rezultāti par Pf1 gēlu ļauj to izmantot par modeļsistēmu turpmākiem zinātniskiem kompleksu sistēmu pētījumiem. | |
| 2. | Mikroreoloģisko metožu izstrāde ir svarīgs stratēģisks mērķis veiktajiem pētījumiem. Tās paver jaunas iespējas biomedicīnā, piemēram, labdabīgu un ļaundabīgu šūnu separācijā pēc to reoloģiskām īpašībām. Dotajā periodā aplūkota viena no iespējām – magnētisku stīgu izmantošana mikroreoloģiskos mērījumos. Tālāki pētījumi šajā virzienā palīdzēs izvēlēties optimālo metodi mikroreoloģisko mērījumu veikšanai. | |
| 4.6 | ||
| 1. | Izstrādāta metode ferokoloīdu pārneses koeficientu (difūzija un Sorē efekts) noteikšana porainā vidē no nanodaļiņu koncentrācijas sadalījuma izotermiskā un neizotermiskā porainā slānītī. Parādīts, ka pārneses koeficientu vērības porainā vidē, tai skaitā magnētiskā lauka klātbūtnē, aptuveni sakrīt ar attiecīgām koeficientu vērtībām homogēnā koloīdā (publikācija: V. Sints, E. Blums, M. M. Maiorov, G. Kronkalns, O. Petricenko, Experimental Investigation of Magnetic Nanoparticle Transfer Within a Porous Medium and under Influence of a Magnetic Field, in: The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies, Riga, Latvia, June 16-20, 2014, Vol. 2, p. 306-210, Izstrādātā metode pielietojuma koloidālo sistēmu pārneses īpatnību noskaidrošanai porainās vidēs. | |
| 2. | Veikti pētījumi par magnetīta nanodaļiņu imobilizāciju ar cēlmetālu (Pt, Au) pārklājumu. Ar ekstraktīvi-pirolītisko metodi iegūtās Fe3O4/Pt daļiņas disperģētas undekānā izmantojot oleylaminu un oleīnskābi kā surfaktantus. Nanodaļiņas viegli manipulējamas ar ārēju magnētisko lauku (publikācija: G. Kronkalns, M. Maiorov, V. Serga, A. Cvetkovs, A. Krumina, D.Karashanova, Preparation and Properties of Platinum Coated Magnetite Nanoparticles, in: The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies, Riga, Latvia, June 16-20, 2014, Vol. 2, p. 288-292.), Cēlmetālu pārklājumi var nodrošināt nanodaļiņu ķīmisko stabilitāti nesējšķidrumos. Šie pētījumi ļoti dārgi un tie prasa dažādu speciālistu līdzdalību. Rezultātus izdevās iegūt, apvienojot dažādu profilu speciālistus un finansiālos līdzekļus. | |
| 4.7 | ||
| 1. | Posma laikā uzsākta metodoloģijas izstrādes sagatavošana, kur vispirms tika veikta pieejamo molekulāro metožu atlase, lai tās izmantotu ātrai mikroorganismu noteikšanai pārtikas un vides paraugos. Kā piemērotākās tika izvēlētas fluorescentā in situ hibridizācija (FISH), kas nodrošina mikroorganismu noteikšanu to dabiskajā vidē neveicot kultivēšanu. Tādējādi identificējami un uzskaitāmi tie mikroorganismi, kuriem nav pieejamas atbilstošas kultivēšanas metodes, tās ir sarežģītas vai arī mikroorganismi ir novājināti vai atrodas dzīvotspējīgā, bet nekultivējamā stāvoklī. Bez tam metode ir vizuāli raksturojoša, kas nodrošina to, ka papildus iespējams novērtēt apkārtējo vidi vai iespējams novērot specifiskas mikroorganismu formas, piemēram, sporas. Kā otra metode tika izvēlēta polimerāzes ķēdes reakcija (PCR) ar kuras palīdzību var ātri un efektīvi identificēt šūnu DNS, tādējādi veicot interesējošo šūnu uzskaitīšanu un identificēšanu. Izvēlēto metožu pārbaudei un protokolu izstrādei tikai izvēlēti atsevišķi mikroorganismi, kuriem nav pieejami vai nepieciešams veikt uzlabojumus FISH vai PCR protokolos. Pirmkārt, Legionella pneumophila (vienlaikus arī visa ģints) – mikroorganisms, kas sastopams apkārtējā vidē ūdens sistēmās, karstā ūdens tīklos, kur īpaši būtiski to ātri noteikt. Tā kā tas bieži sastopams bioplēvēs un vienšūņos, īpaši būtiska arī apkārtējās vides raksturošana. Otrkārt, Clostridium spp., kas ir gan nozīmīgs dzeramā ūdens kvalitātes rādītājs, gan arī biodegvielu – biobutanolu veidojošs organisms. Treškārt, Fusarium solani – apkārtējā vidē sastopams cilvēku un dzīvnieku patogēns. | |
Zinātnisko publikāciju saraksts:
Publikācijas (SCOPUS) (SNIP > 1)
1. D.Loca, M.Sokolova, J.Locs, A.Smirnova, Z.Irbe. Calcium phosphate bone cements for local vancomycin delivery. Mater. Sci. Eng. C, 2015, 49, 106-113.(SNIP 1.144)
2. S. Grybauskas, J. Locs, I. Salma, G. Salms, L. Berzina-Cimdina. Volumetric analysis of implanted biphasic calcium phosphate/collagen composite by three-dimensional cone beam computed tomography head model superimposition. J. Cranio. Maxill. Surg., 2015, 43 (1), pp. 167-174.(SNIP 1.851)
3. P.A.Janmey, D.R.Slochover, Yu-H.Wang, Qi Wen and A.Cēbers. Polyelectrolyte properties of filamentous biopolymers and their consequences in biological fluids. Soft Matter- 2014, v.10, 1439 (SNIP 1.219)
4. R.Taukulis, A.Cēbers. Diffusion in active magnetic colloids. JMMM – 2014,v.368,P.428-431 (SNIP 1.408)
5. M.Belovs, and A.Cebers. Relaxation of polar order in suspensions with Quincke effect. Phys.Rev.E, 2014, v.89, 052310. (SNIP 1.004)
6. A.Cēbers. Poiseuille flow of a Quincke suspension, Phys.Rev.E, 2014, v.90,032305 (2014) (SNIP 1.004)
7. G.Kitenbergs,K.Ērglis,R.Perzynski,A.Cēbers. Magnetic particle mixing with micro-convection for microfluidics, JMMM, 2015,v.380,227-230. (SNIP 1.408)
8. A.Brasovs, J.Cimurs, K.Erglis, A.Zeltins,J.-F.Berret, A.Cebers. Magnetic microrods as tool for microrheology. Soft Matter – 2015, v.11,2563-2569 (SNIP 1.219)
9. G.Kitenbergs,A.Tatulcenkovs,K.Ērglis,O.Petrichenko,R.Perzynski and A.Cēbers. Magnetic field driven micro-convection in the Hele-Shaw cell: the Brinkman model and its comparison with experiment. J.Fluid Mech., 2015,v.774,170-191 (SNIP 1.639)
10. F.G.Ergin,B.B.Watz,K.Erglis,A.Cebers. Time-resolved velocity measurements in a magnetic micromixer. Experimental thermal and fluid science. – 2015,v.67,6-13. (SNIP 1.923)
11. J.Gorchon,J.Curiale,A.Cebers,A.Lemaitre,N.Vernier,M.Plapp, and V.Jeudy. Current-induced fingering instability in magnetic domain wall. Phys.Rev.B -2015,v.92,060411(R). (SNIP 1.204)
Publikācijas (SCOPUS) (SNIP < 1)
1. F.G.Ergin, B.B.Watz, K.Erglis, A.Cebers. Modal analysis of magnetic microconvection, Magnetohydrodynamics, 2014,50, 339-352 (SNIP 0.387)
2. O.Petrichenko,A.Plotniece,K.Pajuste,V.Ose,A.Cēbers. Formation of magnetoliposomes using self-assembling 1,4-dihydropyridine derivative and maghemite γ-Fe2O3 nanoparticles. Chemistry of Heterocyclic Compounds -2015,v.51,672-677 (SNIP 0.350)
3. G.Kronkalns, M. M. Maiorov, V. Serga, A. Krumina, D. Karashanov, Preparation and Properties of Noble Metal/Magnetite Composite Nanoparticles, Magnetohydrodynamics, Vol. 50 (2014), No. 4, pp. 423–430. (SNIP 0.378)
Publikācijas konferenču rakstu krājumos
1. I.Narkevica, L.Stradina, V.Yakushin, J.Ozolins. Preparation and characterization of porous titania ceramic scaffolds, Material Science and Applied Chemistry, 2015/31, pp. 5-9, doi: 10.7250/msac.2015.001.
2. O.Petrichenko, K.Pajuste, A.Plotniece, M.Rucins, A.Cēbers, magnetic formation ability depending on the structure of athionic pyridium amphiphiles, Abstract book, Drug Discovery Conference, August 27-29, 2015, Riga Latvia, pp.130.
3. O.Petrichenko,A.Cēbers, K.Pajuste, A.Plotniece, V.Ose, Ferromagnetic nanoparticles and their functionalization, Abstract book, EuroNanoForum, 10-12 June 2015, Riga, Latvia.
4. G. Kronkalns, M. Maiorov, V. Serga, A. Cvetkovs, A. Krumina, D.Karashanova, Preparation and Properties of Platinum Coated Magnetite Nanoparticles, , in: The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies, Riga, Latvia, June 16-20, 2014, Vol. 2, p. 288-292.
5. V. Sints, E. Blums, M. M. Maiorov, G. Kronkalns, O. Petricenko, Experimental Investigation of Magnetic Nanoparticle Transfer Within a Porous Medium and under Influence of a Magnetic Field, in: The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies, Riga, Latvia, June 16-20, 2014, Vol. 2, p. 306-210.
6. D. Jakovlevs, M. Polakovs, N. Mironova-Ulmane, V. Skvortsova, L. Berzina-Cimdina, I. Sildos. Gallstones Studies by Raman, EPR and EDX Spectroscopes. Procceding internatiol conference RCBJSF-2014 -FM&NT, Riga, Latvia, 29.-02.10.2014. P. 354.
7. Maksims Polakovs, Nina Mironova-Ulmane, Andreijs Pavlenko Ainars Aboltinš Determination of methemoglobin in human blood after ionising radiation by EPR. Procceding internatiol conference RCBJSF-2014 -FM&NT, Riga, Latvia, 29.-02.10.2014. P.356.
8. Maris Ozolinsh, Paulis Paulins, Varis Karitans, Gunta Krumina “Smart Model Eye on Base of PDLC for Continued Stage Cataract Studies”. Abstr.Book RCBJSF–2014–FM&NT Conf., Riga, p.368.
9. Ilze Šalma, Māra Pilmane, Ģirts Šalms, Jānis Ločs, “Biokeramikas un polimēru kompozītmateriālu izmantošana kaulaudu aizvietošanā in vivo eksperimentā”, RSU Zinātniskā konference, 26.-27.03. 2015, Rīga, Latvija, 302.lpp.
Recenzētu zinātnisku monogrāfiju saraksts
1. D.Loca, J.Locs, A.Dubnika, V.Zalite, L.Berzina-Cimdina. Hydroxyapatite (HAP) for biomedical applications: Chapter 9. Porous hydroxyapatite for drug delivery. Woodhead Publishing Ltd., Editor: Michael Mucalo, 2015, 129-142.
Programmas ietvaros aizstāvēto darbu saraksts:
Maģistra darbi
1. Jana Vecstaudža “Titāna dioksīda ietekme uz Na2O-CaO-Nb2O5-P2O5 sistēmas stiklu kristalizāciju”, aizstāvēts 2014. gadā. Vadītāja Dr.sc.ing., Agnese Stunda-Zujeva
2. Andris Putniņš “Tehnoloģija kontrolētas formas kalcija fosfātu granulu izgatavošanai”, aizstāvēts 2014. gadā. Vadītājs Dr.sc.ing., Jānis Ločs.
Promocijas darbi
1. Arita Dubņika „Kontrolētas izdalīšanās zāļu piegādes sistēmas uz sudrabu saturoša hidroksilapatīta bāzes”, aizstāvēts 2014. gadā. Vadītājas: Dr. sc. ing., Līga Bērziņa-Cimdiņa, Dr. sc. ing., Dagnija Loča.
2. Kristīne Ruģele “Pienrūpniecības atlikumu anaerobā pārstrāde un ražošanas atkritumu kompozītmateriālu izmantošana procesa uzlabošanai”, aizstāvēts 2015. gadā. Vadītājs Dr. sc. ing. J. Vanags, konsultants Dr. sc. ing. T. Juhna.
3. G.Kitenbergs “Hydrodynamic instabilities in microfluidic magnetic flows”, P.M.Kirī Universitāte, aizstāvēts 2015. gadā. Vadītājs Dr.habil.phys. A.Cēbers.
4. Jānis Cīmurs “Single-domain and superparamagnetic particle dynamics in time dependent magnetic fields”, aizstāvēts 2015. Gadā. Vadītājs Dr.habil.phys. A.Cēbers.
5. Kaiva Juraševska “Psihofizikāla pseidoizohromatiska testa izšķirtspējas sliekšņa novērtējums”, aizstāvēts 2015. gadā. Vadītājs Dr.habil.phys. Māris Ozoliņš.
Programmas popularizēšanas rezultatīvie rādītāji
Konferences
1. Programmas 4. projekta 1. posma sasniegtie rezultāti tika prezentēti Rīgas Tehniskās universitātes 56. starptautiskajā zinātniskajā konferencē, kas norisinājās Rīgā no 2015. gada 14.-16.oktobrim. Šajā konferencē tika organizēta speciāli Valsts Pētījumu programmai veltīta sekcija “Daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti, fotonika un nanotehnoloģijas”. Programmas gaitas un pirmajā posmā sasniegtie rezultāti tika popularizēti ne tikai starp pieredzējušiem zinātniekiem, bet arī starp Rīgas Tehniskās universitātes un Latvijas Universitātes bakalaura, maģistrantūras un doktorantūras studentiem.
Programmas 4. projekta 1. posma sasniegtos rezultātus prezentēja Programmas 4. Projekta vadītāja Prof. Līga Bērziņa-Cimdiņa, uzstājoties ar mutisko referātu “Nanomateriāli un nanotehnoloģijas medicīniskam pielietojumam”.
2. Ilze Šalma, Biomateriālu pielietojums eksperimentālai osteoporozes ārstēšanai, RTU 56. starptautiskā zinātniskā konference, Rīgā, 2015. gada 14.-16.oktobris. Mutiskais referāts. Ilze Šalma, Māra Pilmane, Ģirts Šalms, Jānis Ločs, Biokeramikas un polimēru kompozītmateriālu izmantošana kaulaudu aizvietošanā in vivo eksperimentā, RSU Zinātniskā konference, 26.-27.03. 2015, Rīga, Latvija, 302.lpp.
3. I.Narkevica, L.Stradina, L.Bugovecka, J.Locs, J.Ozolins, L.Berzina-Cimdina. Enhanced in vitro apatite-forming ability of porous TiO2 scaffolds. 26th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine (Bioceramics 26), Barcelona, Spain, 06-09.11.2014.
4. I.Narkevica, J.Ozolins, L.Berzina-Cimdina. 3D porous titania ceramic scaffolds for bone tissue regeneration. Unified scientific approaches towards regenerative orthopaedics and dentistry (REDEOR), Venice, Italy, 24.03-28.03.2015
5. O.Petrichenko, K.Pajuste, A.Plotniece, M.Rucins, A.Cēbers. Magnetic liposomes formation ability depending on the structure of cathionic pyridinium amphiphiles. Drug discovery conference, Rīga, Latvia, August 27-29,2015,p.130
6. O.Petrichenko, A.Cēbers, K.Pajuste, A.Plotniece, V.Ose. Ferromagnetic nanoparticles and their functionalization with 1,4-DHP derivative, EuroNanoForum2015, Rīga, Latvia.
7. G. Kronkalns, M. Maiorov, V. Serga, A. Cvetkovs, A. Krumina, D.Karashanova, “Preparation and Properties of Platinum Coated Magnetite Nanoparticles”, The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies”, Riga, Latvia, June 16-20, 2014.
8. V. Sints, E. Blums, M. M. Maiorov, G. Kronkalns, O. Petricenko, “Experimental Investigation of Magnetic Nanoparticle Transfer within a Porous Medium and under Influence of a Magnetic Field”, The 9th International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Accoustic and Space Technologies”, Riga, Latvia, June 16-20, 2014.
9. Mara Pilmane, Jolanta Vamze, Ilze Salma, Girts Salms, Dagnija Loca, Janis Locs, Zilgma Irbe “Bone regeneration, local defence and apoptosis characterization in rabbit lower jaw after different pH calcium phosphate cementum implantation”, Unified scientific approaches towards regenerative orthopaedics and dentistry, 25.-27. 03. 2015. Venice, Italy. Stenda referāts.
10. Ilze Šalma, Māra Pilmane, Ģirts Šalms, Jānis Ločs, “Biokeramikas un polimēru kompozītmateriālu izmantošana kaulaudu aizvietošanā in vivo eksperimentā”, RSU Zinātniskā konference, 26.-27.03. 2015, Rīga, Latvija..
11. I. Salma, M. Pilmane, J. Locs, G. Salms, “Morphometric analysis and immunohistochemical evaluation of tricalcium phosphate (TCP) scaffolds in vivo”, 8th Annual meeting of the Scandinavian Society for Biomaterials, 6.-8. 05. 2015. Sigulda, Latvija. Stenda referāts.
12. G. Salms, S Grybauskas, J Locs, I Salma, “Volumetric analysis of malar augmentation with biphasic calcium phosphate”. 8th Annual meeting of the Scandinavian Society for Biomaterials, 6.-8. 05. 2015. Sigulda, Latvija.
13. D. Jakovlevs, M. Polakovs, N. Mironova-Ulmane, V. Skvortsova, L. Berzina-Cimdina, I. Sildos. Gallstones Studies by Raman, EPR and EDX Spectroscopes. International conference RCBJSF-2014 -FM&NT, Riga, Latvia, 29.-02.10.2014.
14. Maksims Polakovs, Nina Mironova-Ulmane, Andreijs Pavlenko Ainars Aboltinš Determination of methemoglobin in human blood after ionising radiation by EPR. International conference RCBJSF-2014 -FM&NT, Riga, Latvia, 29.-02.10.2014.
15. Maris Ozolinsh, Paulis Paulins, Varis Karitans, Gunta Krumina “Smart Model Eye on Base of PDLC for Continued Stage Cataract Studies”. International conference RCBJSF–2014–FM&NT Conf., Riga, p.368.
Iesniegtās publikācijas un konferenču tēzes
1. Olga Danilenko, Maris Ozolins, Varis Karitans, Paulis Paulins. “SmartGlass” Obstacles for Dynamic Inducing of Light Scattering in Vision Research Experiments. Iesn. ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA), sept.2015.
2. N. Mironova-Ulmane, V. Skvortsova, M. Polakovs, K. Salma-Ancane, L. Berzina-Cimdina, D. Jakovlevs, I. Ancigin, I. Sildos, Micro-Raman, SEM and EDX spectroscopies of some biogenic calcium carbonates.
3. Daļecka B., Mezule L. Comparison of various DNA extraction methods for Fusarium solani detection and enumeration with real-time PCR. "International Conference on Environmental, Industrial and Applied Microbiology", Barselona, Spānija, 28-30 oktobris, 2015.
Rīkotie semināri
12.01.2015, Projekta Nr. 4 seminārs, Rūdolfa Cimdiņa Rīgas Biomateriālu inovāciju un attīstības centrā, Pulka ielā 3.
Metodikas
1. Fluorīdjonu (F-) kvantitatīvu noteikšanu aizvietota hidroksilapatīta struktūrā.
2. Eksperimentālas osteoporozes modelis trušiem.
3. Šūnu kultivēšana.
4. Šūnu pārsēšana.
5. Šūnu uzglabāšana saldējot.
6. Šūnu atsaldēšana.
7. Šūnu skaitīšana un dzīvo šūnu skaita noteikšana.
8. Šūnu proliferācijas noteikšana.
Tautsaimnieciskie rezultatīvie rādītāji
Ieņēmumi no līgumdarbiem, kas balstās uz programmas ietvaros radītajiem rezultātiem un zinātības
1. Līgums Nr. L8174 “10 paraugu SEM-EDX pulveru analīze” – 605 EUR.
2. Līgums Nr.L8132 “Implanta skrūves 3D attēla izveidošana” - 1439,90 EUR.
3. Līgums Nr.L8124 “Paraugu sagatavošanu laboratorisko pārbaužu veikšanai un veikt laboratoriskās analīzes un pārbaudes” – 2000 EUR.