Stimuli-Responsive Block Copolymer Based Nanostructured Single-/Multi-component Micelles: Materials and Applications
Project goals
In this project, we propose a systematic and detailed study to develop stimuli-responsive nanostructured single-/multi-compartment micelles (SCMs/MCMs), specially stimuli responsive MCMs based on the self-assembled novel di-/tri-block copolymers (BCPs) and their potentiality as delivery vehicles for pharmaceuticals and gene therapy agents. The detailed objectives are outlined below: • Design and develop strategies for the synthesis of new vinyl monomers containing stimuli-responsive nonionic and ionic moieties. • Design and develop strategies for the synthesis of di-/tri-block copolymers based on these as-synthesized new monomers as well as commercially available monomers. • Investigate the stimuli-responsiveness of these di-/tri-block copolymers before/after self-assembly. • Fine-tune the copolymer compositions to obtain predetermined morphologies (SCMs, MCMs, vesicles, etc.) in aqueous solution. • Examine the resulting aqueous solution self-assembly into SCMs/MCMs and their disassembly as a function of molecular architecture, block functionality, copolymer composition, different stimuli, etc. • Explore a variety of physical methods to study the behavior of the systems and the structure of the formed MCMs (critical association concentration, aggregation number, overall and core size, dispersity, shape, morphology, net charge, micropolarity and microfluidity) • Establish the structure and morphology of the block copolymer (BCP) nanostructured aggregates with respect to their functionality and dynamic properties – where the latter control their ability to contain, retain and release active agents. • Develop nanostructured BCP SCMs/MCMs of variable morphologies for controlled loading and stimuli-responsive release of the drugs/genes by advanced spectroscopic techniques. • Test the cytotoxicity of these micellar systems for possible biomedical applications.
Keywords
Block copolymerSelf-assemblyPolymer nanostructuresSingle-/Multi-component micellesDrug delivery
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
INTER-EXCELLENCE
Call for proposals
SMSM2019LTAIN
Main participants
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-2066/2020-7
Alternative language
Project name in Czech
Nanostrukturované micely s jedním či více kompartmenty a odezvou na vnější podněty tvořené blokovými kopolymery: Materiály a aplikace
Annotation in Czech
V tomto projektu navrhujeme systematické a detailní studium přípravy a vlastností nanostrukturovaných jedno-/multi-kompartmentových micel (SCM/MCM), které jsou citlivé na vnější podmínky (pH, teplota, iontová síla, koncentrace sacharidů, diolů atd.). Speciální MCM vzniklé samoskladbou nově navržených a syntetizovaných blokových kopolymeru (BCP) budou charakterizovány pomocí nejnovějších fyzikálně-chemických technik a také bude testován jejich potenciál jako nosiče léčiv. Podrobné cíle jsou uvedeny níže: - Navrhnout a vyvinout strategii pro syntézu nových vinylových monomerů obsahujících neionogenní a iontové skupiny citlivé na chemické i fyzikální stimuly. - Navrhnout a vyvinout strategie pro syntézu di-/tri-blokových kopolymerů na bázi těchto syntetizovaných nových monomerů a komerčně dostupných monomerů. - Zkoumat vliv vnějších podmínek na samorganizaci těchto di-/ tri-blokových kopolymerů. - Řízení kompozice kopolymeru tak, aby se dosáhlo předem určených morfologií (SCM, MCM, vezikul, atd.) ve vodném roztoku. - Zkoumat vliv vnějších podmínek na řízené vázání a uvolňování nízkomolekulárních látek (modelových léčiv) v roztoku i v buněčných kulturách in vitro.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
In 2022 we published 2 papers with IF > 5 concern part of the planned research: Eur. Polym. J. 2022, 166, 110966, and Pharmaceutics 2023, 15(1), 288, where the main theme of the project, the self-assembly of stimuli-responsive block copolymers-based materials and their applications, has been discussed. Patent application "Air-stable solid polymer electrolyte including sodium-ion gel polymer electrolyte and its process of fabrication" have been submitted in India.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 24, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-MSM-LT-U
Data delivery date
Jun 30, 2023
Finance
Total approved costs
8,790 thou. CZK
Public financial support
8,790 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 790 CZK thou.
Public support
8 790 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
OECD FORD
Polymer science
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022