Composite nanoparticles with magnetically and light activated release of biologically active compounds
Project goals
The project is devoted to the synthesis of composite nanosystems whose magnetic cores based on ferrites will be coated by complex architectures with non-covalently attached biologically active compounds. The functional component of the shell will consist of thermoresponsive polymers with phase transition at 40-50 °C combined with hexaferrite nanoplates or gold nanostructures, which will enable specific mechanisms of activation. After application of an alternating magnetic field of suitable parameters, rotational relaxation of the hexaferrite nanoplates or even pronounced heating effect of the ferrite cores will occur, leading to the controlled release of therapeutic agents. Alternatively, the heating effect will be achieved by surface plasmon resonance of the gold nanostructures excited by light in the Vis/NIR region. In addition, the ferrite cores will guarantee strong contrast effect in magnetic resonance imaging (MRI). Physical studies of the nanosystems will be carried out together with studies of biocompatibility and functionality in vitro, with ultimate goal of testing in vivo.
Keywords
Magnetic nanoparticlesFerritesThermosensitive shellsThermoresponsive polymersMagnetothermally triggered releasePhotoresponsive nanomaterialsDrug delivery systemsCytotoxicityApoptosisDNA damageIn vivoTheranostics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-13323S
Alternative language
Project name in Czech
Kompozitní nanočástice s magneticky a světelně řízeným uvolňováním biologicky aktivních látek
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na přípravu nanosystémů, jejichž základem budou magnetické částice feritů tvořící jádra komplexních architektur s nekovalentně vázanými biologicky aktivními látkami. Funkčním prvkem kompozitních obalů budou termoresponsivní polymery s fázovým přechodem při 40-50 °C kombinované s hexaferitovými nanodestičkami nebo zlatými nanostrukturami, které dovolí specifické mechanismy aktivace. Při aplikaci střídavého magnetického pole vhodných parametrů bude docházet k rotační relaxaci hexaferitových destiček, případně k výraznému hypertermickému efektu feritových jader, což naruší polymerní organický obal a povede k uvolnění aktivních látek. Tepelného efektu bude alternativně dosaženo díky povrchové plasmonové resonanci zlatých nanostruktur, jež budou excitovány pomocí světla v oblasti Vis/NIR. Samotná feritová jádra současně zajistí vysoký kontrastní efekt pro magnetickou zobrazovací resonanci (MRI). Souběžně s fyzikálním studiem těchto nanosystémů bude probíhat studium jejich biokompatibility a funkčnosti in vitro a v konečné fázi projektu rovněž in vivo.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 24, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 22, 2022
Finance
Total approved costs
6,704 thou. CZK
Public financial support
6,428 thou. CZK
Other public sources
276 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 704 CZK thou.
Public support
6 428 CZK thou.
95%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Nano-materials (production and properties)
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2022