Functionalization of biomaterial surfaces by bioactive substances: from fundamentals to application
Project goals
The project focuses on knowledge-based design of functional surfaces of polymeric materials for medical applications. The main goal is to develop and optimize an innovative method of sonochemical synthesis and embedment of bioactive substances nanoparticles into the surfaces of various polymeric materials with the use of ultrasounds. The resulting materials will thus be enriched with an auxiliary function of the controlled release of bioactive compounds. The research hypothesis assumes that the release kinetics of specific bioactive substances can be controlled by adjusting the size of nanoparticles and their embedment depth. The research strategy relies on a synergy between theoretical and experimental approaches, with state-of-the-art molecular modeling coupled with advanced surface modification and characterization techniques. Thus, the molecular-level understanding of the mechanisms of drug embedment and release obtained from molecular dynamics will be employed for fine-tuning the experiments aiming at precise implant surface functionalization.
Keywords
sonochemistrybiomaterialssurface functionalizationdrug releasemolecular dynamicsmolecular simulations
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
—
Call for proposals
—
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
M2 - International cooperation
Contract ID
22-27317K
Alternative language
Project name in Czech
Funkcionalizace povrchů pro biomateriály bioaktivními látkami: od základů k aplikacím
Annotation in Czech
Projekt se zaměřuje na design funkčních povrchů polymerních materiálů pro lékařské aplikace. Hlavním cílem je vyvinout a optimalizovat inovativní metodu sonochemické syntézy a začlenit nanočástice bioaktivních látek do povrchů různých polymerních materiálů pomocí ultrazvuku. Výsledné materiály budou obohaceny o pomocnou funkci řízeného uvolňování bioaktivních látek. Hypotéza výzkumu předpokládá, že kinetika uvolňování specifických bioaktivních látek může být řízena úpravou velikosti nanočástic a hloubkou jejich inserce. Strategie výzkumu se opírá o synergii mezi teoretickými a experimentálními přístupy, a to o nejmodernější molekulární modelování v kombinaci s pokročilými technikami povrchové modifikace a charakterizace. Tudíž bude porozumění molekulárním mechanismům inserce léčiva a jeho uvolňování získané molekulovou dynamikou použito k vylepšení experimentů zaměřených na přesnou funkcionalizaci povrchů implantátů.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GF-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
8,065 thou. CZK
Public financial support
8,032 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
8 065 CZK thou.
Public support
8 032 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024