Giełda wynalazków i projektów. High-Tech z Długoszowej Akademii


08-09-2018 20:36:20

W czerwcu 2018 r. Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie zyskał status Akademii. Jest to kolejny etap rozwoju tej niewielkiej uczelni, której początki sięgają Wyższej Szkoły Pedagogicznej w latach 70. ub. w. Akademia nie jest uczelnią techniczną, ale niektóre jej prace (zwłaszcza z Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego) przynoszą efekty w postaci wynalazków i patentów.

Rozwiązania te otrzymują nagrody na targach i wystawach, także za granicą. Powstają one dzięki projektom naukowym finansowanym przez NCBR i Narodowe Centrum Nauki.

Przeczyta i nie zapomni

Należy do nich np. HELIOS – czytnik Optycznie Stymulowanej Luminescencji (OSL). Jest to nowego typu czytnik dozymetrów promieniowania. Powstał w Instytucie Fizyki Akademii przy współpracy z Instytutem Fizyki Jądrowej PAN. Nie chodzi tu tylko o nadzieje związane z rozwojem polskiej energetyki jądrowej. Promieniowanie jonizujące coraz powszechniej używane jest w medycynie, przemyśle i nauce, a więc zagrożenie nim dla ludzi rośnie. Rośnie też zapotrzebowanie na coraz lepsze dozymetry. W technice luminescencyjnej rolę detektora pełni odpowiednio przygotowany materiał (np. Al2O3:C) w osłonie światłoszczelnej. Zapisana przez nie informacja jest trwała – można ją odczytać nawet po wielu latach od naświetlenia. Metoda polega na stymulacji napromieniowanego detektora bardzo silnym światłem o określonej długości fali (np. światło zielone). Światło to powoduje uwolnienie nośników ładunku znajdujących się w pułapkach i w efekcie emisję luminescencji. Część tej luminescencji można zarejestrować odpowiednim układem filtrów. Nic się tu nie podgrzewa, dzięki czemu budowa czytnika może być bardzo zwarta. Krótszy jest czas pomiaru.

Detektory OSL mają wiele zalet: trwałość zapisanej informacji, dokładność i czułość, pasywność (brak zasilania). W medycynie niewielki rozmiar detektora może być ogromną zaletą. Obecnie powszechnie stosowane są detektory o średnicy 5 mm i grubości 0,9 mm,  a OSL ma rozmiary rzędu 0,1 mm. Aby się upowszechnił, konieczne jest precyzyjne badanie jego parametrów. W tym celu skonstruowano mobilny czytnik o nazwie HELIOS-1. Czytnik opracował zespół pod kierunkiem dr hab. Arkadiusza Mandowskiego.

Bliżej idealnej tkanki

Równie ciekawy jest efekt innego projektu – „Inteligentne bioresorbowalne nośniki komórek z pamięcią kształtu”. Jego kierownik, dr hab. Piotr Konrad Dobrzyński, prowadzi też projekt  „Nowe funkcjonalizowane kopolimery węglanowe._x000D_ Badania otrzymywania nowoczesnych, funkcyjnych i biozgodnych materiałów metodą polimeryzacji" (we współpracy z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN).

Jako nośniki do regeneracji komórek stosuje się zarówno materiały ceramiczne, jak i polimery naturalne i sztuczne. Naturalne – chitozan, celuloza, kolagen czy elastyna wytwarzane są przez organizmy żywe.

Elastyna nazywana jest polimerem „inteligentnym", ponieważ tkanka elastynowa po rozciągnięciu lub ściśnięciu odzyskuje pierwotny kształt i wielkość oraz reaguje na zmiany temperatury. Wykorzystuje się ją do przeszczepów naczyniowych, zastawek serca lub produkcji sztucznej skóry. Polimery sztuczne są tak nazywane tylko dlatego, że do celów medycznych wytwarza sie je syntetycznie, ale takie same związki mogą stanowić produkty przemiany materii w organizmie. Mogą być zarówno biodegredowalne, jak bioresorbowalne. W pierwszym przypadku organizm musi wydalić produkty degradacji takiej substancji, co nie może zagrażać zdrowiu. Polimery bioresorbowalne zostają „wbudowane" w organizm, np. w postaci rusztowań tkankowych. Prace nad takimi substancjami są przyszłością techniki medycznej, ponieważ służą hodowli tkanek poza organizmem w celu zastąpienia nimi uszkodzonych fragmentów ciała. W sytuacji ciągłego deficytu organów do przeszczepów tego typu prace trudno przecenić.

W ramach projektu NCN zbadano m.in. przebieg degradacji hydrolitycznej porowatych rusztowań komórkowych wykonanych z bioresorbowalnych terpolimerów (czyli polimerów złożonych z trzech rożnych monomerów) z pamięcią kształtu: L-laktydu, glikolidu i węglanu trimetylenu, oraz L-laktydu, glikolidu i ε-kaprolaktonu. Badania wykazały, że podłoża komórkowe formowane z terpolimerów ulegają stopniowej degradacji hydrolitycznej, a udział enzymu (lipazy) wyraźnie przyspieszał ten proces. Wysoki stopień porowatości otrzymanych rusztowań i ich duża powierzchnia właściwa powodują, że materiały te podatne są w dużym stopniu na degradację wskutek działania enzymów. Powolny proces degradacji terpolimeru w ciągu pierwszych dwóch, trzech tygodni jest bardzo korzystny, ponieważ komórki mają wystarczająco dużo czasu na migrację, adhezję i namnażanie, a więc na stworzenie trwałej, żywej tkanki mimo działania enzymów.

Obie prace zostały wyróżnione m.in. na XXIV Giełdzie Wynalazków SPWiR.

jaz.

Czytnik mobilny OSL Helios

 

 

 

 

 

Przykład wykroju laserem precyzyjnym tworzywa bioabsorbowalnego poli (l-laktydu) do zastosowania np. jako stentu naczyniowego

Komentuje Waldemar Ruksć

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl