Nanotuburi de TiO2 spațiate utilizate ca platforme pentru eliberare de medicamente si regenerare osoasa

---

Director proiect: Prof. Dr. Abil. Anișoara Cîmpean

Telefon: 021.318.15.75/int 106

Fax : 021.318.15.75/int 102

E-mail: anisoara.cimpean@bio.unibuc.ro

Instituția coordonatoare:

Universitatea din București

Facultatea de Biologie, Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculara

www.dbbm.bio.unibuc.ro

Autoritatea contractantă: UEFISCDI

Codul proiectului: PN-III-P4-ID-PCE-2016-0691

Tipul, numărul proiectului: PCE 55/2017

Titlul proiectului: Nanotuburi de TiO₂ spațiate utilizate ca platforme pentru eliberare de

medicamente si regenerare osoasă

Acronim: NanoDelBone

Durata: 30 luni

Buget: 850.000,00 lei

Echipa de cercetare:  Echipa_PCE-55

Rezumat:

În ciuda dezvoltării vaste și a utilizării clinice a implanturilor metalice pe bază de titan (Ti) și al statusului lor de “standard de aur” pentru implanturile dentare/ortopedice, în unele cazuri, in vivo, implanturile de Ti sunt încapsulate în țesut fibros, având o rată scăzută de osteointegrare, ce poate duce la respingerea implantului. Pentru a îmbunătăți viabilitatea și performanța biologică a implantului nanotehnologia și strategiile de eliberare locală de medicamente au demonstrat o serie de avantaje prin modificarea suprafeței implanturilor. În acest context, obiectivul principal al proiectului este de a obține noi platforme pentru regenerarea țesutului osos sau ca sisteme de livrare de medicamente. Aceste platforme constau din Ti modificat cu nanotuburi de TiO₂ (TNT) spațiate, cu diferite caracteristici morfologice, încărcate cu simvastatină, cunoscută a promova formarea osului (cu sau fără acoperire de PLGA). Scopul proiectului este de a evalua nanotuburi de TiO­₂ (TNT) spațiate ca noi platforme pentru regenerarea osoasă și ca sisteme de livrare locală a medicamentelor.

Proiectul NanoDelBone are în vedere o cercetare aprofundată pentru a testa ipoteza conform căreia TNT spațiate încărcate cu medicamente vor îmbunătăți calitatea vieții persoanelor care au nevoie de implanturi osoase, printr-o potențială recuperare  mai rapidă și un risc redus de eșec sau efecte secundare datorate slabei osteointegrări. Dacă așteptările noastre vor fi îndeplinite, rezultatele obținute vor contribui la o potențială validare a acestui tip de implanturi pe bază de Ti pentru aplicații clinice.

Proiectul reunește două domenii de expertiză, și anume capacitatea excelentă în evaluarea interacțiunilor celule-biomateriale a echipei din cadrul Universității din București, Facultatea de Biologie, și vasta experiență în depunerea electrochimică și caracterizarea TNT a echipei de cercetare din cadrul Universității Friedrich Alexander, ce va furniza probele care urmează să fie testate.

Obiectivele specifice ale acestui proiect sunt:

1. Evaluarea biologică in vitro a TNT spațiate;
2. Stabilirea dozei optime și a profilului de eliberare a medicamentului;
3. Determinarea eficienței TNT spațiate ca vehicule de livrare a medicamentelor prin studii in vitro;
4. Determinarea eficacității terapeutice in vivo a TNT spațiate încărcate cu medicament.

Rezultatele așteptate ale proiectului sunt:

• Dobândirea de cunoștințe noi privind influența nanotuburilor de TiO2 spațiate asupra celulelor implicate în regenerarea osoasă;
• Obținerea de modele experimentale și funcționale;
• Înțelegerea în profunzime a efectelor biologice ale noilor materiale dezvoltate asupra interacțiilor țesut-implant;
• Diseminarea rezultatelor proiectului prin intermediul paginii web, pentru a informa părțile interesate despre evoluția proiectului;
• Diseminarea rezultatelor prin intermediul a 3 publicații cotate ISI și prin participarea la 4 conferințe internaționale;
• Rezultatele obținute vor contribui la obținerea de teze de master (1) și doctorat (1).

PUBLICAȚII

ARTICOLE

1. Ion, R., Necula, M.G., Mazare, A., Mitran, V., Neacsu, P., Schmuki, P., Cimpean, A. Drug delivery systems based on titania nanotubes and active agents for enhanced osseointegration of bone implants. Current Medicinal Chemistry, 2019. doi: 10.2174/0929867326666190726123229. FI: 3,894.
2. Necula, M.G., Mazare, A., Ion, R.N., Ozkan S., Park J., Schmuki, P., Cimpean, A. Lateral Spacing of TiO2 Nanotubes Modulates Osteoblast Behavior. Materials 2019, 12(18), 2956; https://doi.org/10.3390/ma12182956. FI: 2,972.

PARTICIPĂRI LA MANIFESTĂRI ȘTIINȚIFICE INTERNE

1. Necula, M.G., Neacsu, P., Staras, A. I., Cimpean, A. Efectul simvastatinei și al unor învelișuri bioactive asupra osteoblastelor MC3T3-E1. Sesiunea de Comunicări Științifice a Facultății de Biologie-Ediția 2017, București, Romania; 1 iunie (prezentare orală).
2. Necula, M.G., Ion, R., Cimpean, A. Răspunsul celulelor MC3T3-E1 la suprafețe nanotubulare de TiO2. Sesiunea de Comunicări Științifice a Facultății de Biologie-Ediția 2018, București, Romania; 19 mai (prezentare orală).
3. Necula, M.G., Ion R. N., Ristoiu, V., Cimpean, A. Răspunsul inflamator in vitro la suprafețe nanostructurate de TiO2. Conferinţa Naţională a Şcolilor Doctorale din Consorţiul Universitaria – Ediția I, Iași, Romania; 31 octombrie – 3 noiembrie 2018 (prezentare orală).
4. Necula, M.G., Mitran, V., Cîmpean, A.  Efectul simvastatinei și al suprafețelor nanostructurate asupra răspunsului macrofagelor RAW 264.7. Sesiunea de Comunicări Științifice a Facultății de Biologie-Ediția 2019, București, Romania; 31 mai (prezentare orală).

PARTICIPĂRI LA MANIFESTĂRI ȘTIINȚIFICE INTERNAȚIONALE

1. Cimpean, A., Neacsu, P., Mazare, A., Ion, R., Necula, M.G., Mitran, V., Schmuki, P. TiO₂ nanotube surfaces as modulators of macrophage inflammatory activity. THERMEC 2018, Paris, Franța; 08 – 13 Iulie (prezentare orală invitată)
2. Necula, M.G., Mazare, A., Ion, R.N., Schmuki, P., Cimpean, A. Titania nanotube spacing tunes macrophages inflammatory response. BRAMAT 2019, Brașov, România; 13-16 martie (prezentare poster).
3. Necula, M., Ion, R., Popescu, R., Marinescu, C., Cimpean, A. Effects of simvastatin and simvastatin hydroxy acid on macrophage in vitro behaviour. FEBS, Cracovia, Polonia; 06-11 iulie 2019 (prezentare poster).
4. Necula, M.G., Mazare, A., Ozkan, S., Trușca, R., Mitran, V., Schmuki, P., A. Cimpean, Modulation of macrophage polarization by TiO₂ nanotubular surfaces. 30^th Annual Conference of the European Society for Biomaterials, ESB2019, Dresda, Germania; 9-13 septembrie (prezentare poster).
5. Necula, M.G., Mazare, A., Ion, R., Schmuki, P., Cimpean, A. Titania nanotube spacing influences in vitro cellular response. 30^th Annual Conference of the European Society for Biomaterials, ESB 2019, Dresda, Germania; 9-13 septembrie (prezentare orală).

TEZĂ DE MASTER

1. Moise Andreea Elena (2017-2019): Modularea comportamentului pre-osteoblastelor MC3T3-E1 de către spațierea nanotuburilor de TiO₂.

TEZĂ DE DOCTORAT

1. Necula Mădălina Georgiana (2016-2019): Nanotuburi de TiO₂spațiate utilizate ca platforme pentru regenerare osoasă și eliberare de medicamente.

• NanoDelBone_Abstract_Faza 1
• NanoDelBone_Abstract_Faza 2
• NanoDelBone_Abstract_Faza 3