ÚJ TIPUSÚ POLIMERGÉLEK KIFEJLESZTÉSE GYÓGYSZERÉSZETI ALKALMAZÁSOKRA = DEVELOPMENT OF NOVEL SMART POLYMER GELS FOR PHARMACEUTICAL APPLICATIONS

Poliszukcinimid- és poliaszparaginsav (PASP) alapú biokompatibilis géleket állítottunk elő és tanulmányoztuk ezek gélkollapszuson alapuló nyitó-záró mechanizmusát. A hálóláncok hidrofil/hidrofób jellegét különböző polaritású molekulák főlánchoz történő ojtásával módosítottuk, így multifunkcionális polimer géleket nyertünk.. A hálóláncok szerkezetét FTIR, NMR, SAXS, GPC és WAXS technikákkal vizsgáltuk. Tanulmányoztuk különböző méretű gélgömbök duzzadási kinetikáját a kooperatív diffúziós együttható meghatározása céljából. Vizsgáltuk metoprolol hatóanyag ((RS)-1-[4-(2-methoxyethyl)phenoxy]-3-propan-2-ylamino-propan-2-ol), valamint kalcium és aluminium ionok PASP gélekből való kioldódásának, valamit a duzzadásfok időfüggésére gyakorolt hatását. A munka jelentős része koreai és japán kutatási együttműködés keretében történt. | Chemically cross-linked biocompatible poly(aspartic acid) (PASP) gels were prepared by the hydrolysis of poly(succinimide) (PSI). We have modified the hydrophyl-hydrophobic character of network chains by grafting. FTIR, NMR, SAXS, GPC és WAXS techniques were used to characterize the structure of network chains as well as the degree of grafting. The PASP gels show a reversible volume phase transition as a function of pH and in the presence of calcium ions. Kinetics of hydrolysis induced swelling as well as pure swelling of PSI and PASP gels were studied. The release kinetics of metoprolol ((RS)-1-[4-(2-methoxyethyl)phenoxy]-3-propan-2-amino-propan-2-ol) drug as well as that of calcium and aluminum ions has been studied together with their influence on the swelling kinetics of spherical gels

Toward Colloidal Motors

We have presented the first direct observation of electric field induced rotation of epoxy based polymer rotors. Polymer disks and gears were prepared in few micrometer dimensions as rotors. Electrorotation of these sub-millimeter sized tools was studied under uniform DC electric field. The rotational speed of micron-sized polymer rotors can be conveniently tuned in wide range (between 300 – 3000 rpm) by the DC electric field intensity, opening new perspectives for their use in micro electric motor applications

A novel method to determine the elastic modulus of extremely soft materials

Determination of the elastic moduli of extremely soft materials that may deform under their own weight is a rather difficult experimental task. A new method has been elaborated by means of which the elastic modulus of such materials can be determined. This method is generally applicable to all soft materials with purely neo-Hookean elastic deformation behaviour with elastic moduli lower than 1 kPa. Our novel method utilises the self-deformation of pendent gel cylinders under gravity. When suspended, the material at the very top bears the weight of the entire gel cylinder, but that at the bottom carries no load at all. Due to the non-uniform stress distribution along the gel sample both the stress and the resulting strain show position dependence. The cross-sectional area of the material is lowest at the top of the sample and gradually increases towards its bottom. The equilibrium geometry of the pendant gel is used to evaluate the elastic modulus. Experimental data obtained by the proposed new method were compared to the results obtained from underwater measurements. The parameters affecting the measurement uncertainty were studied by a Pareto analysis of a series of adaptive Monte Carlo simulations. It has been shown that our method provides an easily achievable method to provide an accurate determination of the elastic modulus of extremely soft matter typically applicable for moduli below 1 kPa

Swelling of ferrogels in uniform magnetic field - A theoretical approach

Magnetic field sensitive gels (ferrogels or magnetoelasts) are three-dimensional cross-linked networks of flexible polymers swollen by ferrofluids or magnetic fluids. The influence of external magnetic field on the equilibrium swelling degree is the subject of this study. Using thermodynamic arguments it is shown that uniform external field may result in deswelling of the ferrogels at high field intensities

Investigation of somatic and molecular changes induced by oral contraceptive residues in invertebrate and vertebrate aquatic model species

A folyók és tavak különböző szteroid típusú gyógyszermaradványokkal, pl. progesztogénekkel történő szennyezettsége általános probléma világszerte. Habár az elmúlt években számos tanulmány foglalkozott az egyes progesztogének vízi állatokon kifejtett hatásával, csak néhány tanulmány mutatott be valós környezeti expozíciós modellt, reprezentatív környezeti szennyezettségi koncentrációt és hormon keveréket alkalmazva. Kísérleteinkhez a bodorkát és a nagy mocsári csigát választottuk gerinctelen és gerinces tesztállatként. Progesztogén keveréket alkalmazó vizsgálati felépítést követtünk annak megértése érdekében, hogy hogyan reagálnak ezek a nem-célszervezetek az ilyen, környezetben is előforduló szituációra hosszabb távon. Kísérleteinkben a gerinctelen és a gerinces vízi állatok egyaránt érzékenynek bizonyultak a progesztogén szennyezésre. Csigában megfigyeltük a reproduktív rendszer károsodását: központi idegrendszeri szinten a GnRH immunpozitivitás csökkenését egyes területeken, perifériás szinten a spermium szám jelentős csökkenését, azonban a lerakott petesejtek számának emelkedését kaptuk eredményül. A kezelt szülők utódai a korai fejlődési stádiumban olyan, a kontroll csoporttól eltérő, metabolikus paraméterekkel rendelkeztek, amelyek a szénhidrát anyagcserét érintették, valamint változott a sejtosztódás sebessége is. A progesztogén kezelés bodorkában is változást okozott mind a szomatikus, mind a molekuláris paraméterekben. Ez esetben azt tapasztaltuk, hogy az egyes testtömeg indexek (máj, gonád és vese esetében) szignifikánsan változtak a kontroll csoporthoz képest. Molekuláris szinten a kezelt állatok szérum koleszterin és LDL-koleszterin értékei, valamint számos, különböző biológiai funkciót ellátó fehérje (mint pl. a PON3, Phospho-p38a, SIRT2, SOD2, HIF-1 alpha, HIF-2alpha, p27 and NFҠB1, FABP-1) jelentős változást mutatott. Mindezek arra utalnak, hogy a progesztogén terhelés stresszként hatott az állatokra és a módosult anyagcseréhez igyekezett alkalmazkodni a szervezet. Megvizsgáltuk a VTG, a nőstényekben az ösztrogén szennyezés kimutatására általánosan alkalmazott biomarker használhatóságát progesztogén szennyezésben. Azt találtuk, hogy csigában már az átlagos környezeti koncentráció is jelentős változást eredményezett a VTG-szerű fehérjék expressziójában, de a bodorkában csak magasabb kezelési koncentráció okozott változást a VTG szintben. Alternatívaként megvizsgáltuk a DJ-1 fehérje, mint egy nemtől független, környezeti változásokra érzékeny molekula alkalmazhatóságát progesztogén szennyezés kimutatására, alapozva a DJ-1 és a progesztogének közös molekuláris célpontjaira. A gerinctelen állatban ez a fehérje alkalmasnak bizonyult a szennyezés korai jelzésére, de krónikus kezelésben már nem tapasztaltunk jelentős eltérést a DJ-1 szintjében. A gerinces tesztállatban azonban potenciális jelzőmolekulának találtuk a krónikus progesztogén terhelésre, ugyanis a DJ-1 fehérje szintje, a VTG-nel ellentétben, már az átlagos környezeti progesztogén koncentrációban is jelentősen változott. Vizsgálatink megerősítik, hogy az alacsony koncentrációjú progesztogén keverék is egy valós biológiai kockázatot jelent Közép-Európa legnagyobb sekélyvizű tavának vízgyűjtő területén jelenleg és a jövőben is. Mind a gerinctelen, mind a gerinces tesztállatokban megfigyelt eredményeink között számos olyan végpont található, amely felhasználható egy további toxikológiai interakciós (koncentráció addíciós) kísérlethez, amivel meghatározható lenne, hogy az egyes progesztogének eltérő koncentrációban vegyítve milyen hatással vannak egymásra. Ezáltal megbecsülhető lenne, hogy a környezeti szennyezésben bekövetkező változások (fogamzásgátló felhasználási trendek változása, szennyvízkezelési eljárások átalakulása) milyen változásokat okozhatnak a vízi nem-célszervezetekben

Rheological Behaviour of Pigment Filled Polymer Dispersions: The influence of electric field

Rheological properties of materials are related to their response to applied stress. The field induced chain formation of a large number of organic and inorganic substances such as starch, aluminium oxide, ferric oxide, carbon black, ion-exchange resins, and polymer powders have been studied mainly in insulating oils. Much less is studied and understood the electrorheological effect of pigments in polymer dispersions. Titanium dioxide is one of the most frequently used surface coatings due to its high-quality and ecologically acceptable properties. In the present paper the authors first review the basic principle of electrorheology, then it is followed by experimental studies on structuring and rheological properties