Seznam nedavno končanih projektov, ki jih je financirala in sofinancirala Slovenska raziskovalna agencija (ARRS):
» Nano strukturirani vlaknasti materiali za ciljno depozicijo zdravilnih učinkovin, izdelani z electrospinningom«, L2-7550, (1. 3. 2016-28. 02. 2019).
Sodelujoči partnerji: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za farmacijo, Onkološki inštitut Ljubljana, Fresenius Kabi, Nemčija.
Vodja: prof. dr. Igor Emri
Projekt obravnava vzpostavitev postopka electrospininga z uporabo brezigelne tehnologije za izdelavo kontejnejrjev iz bimodalnega poliamida 6, ki bodo uporabljeni za dostavo zdravil v človeškem telesu. Ta pristop uporablja polimerna nano-vlakna narejena s postopkom elektrospininga, ki predstavlja nosilni material za zdravilne učinkovine in jih je mogoče uporabiti za ciljno kemoterapijo lokaliziranih tumorjev in za podaljšano sproščanje zdravil v primeru kroničnih bolezni. Možnost nadzora hitrosti sproščanja zdravila je ključni dejavnik predlaganega pristopa, ki ga je mogoče doseči s pomočjo spreminjanja porazdelitve velikosti por membran in hitrostjo razgradnje polimera.
Hitrost biorazgradljivosti in njen vpliv na porazdelitev velikosti por (PSD) sta odvisni od kemične sestave polimera in njegove strukture. Patentiran biokompatibilni multimodalni poliamid 6 je bil izbran za namen tega projekta zaradi njegove izjemne kompatibilnosti, oz. izjemno visoke občutljivosti na hitrost deformacije, spremembo temperature in tlaka med procesom izdelave. Te lastnosti omogočajo formiranje gradientne strukture trdnega materiala s pomočjo procesa brizganja, kot tudi gradientnih nano-vlaken, proizvedenih z elektrospinnig postopkom. V tem primeru bo hitrost vlečenja polimerne raztopine v elektrostatičnem polju vplivala na strukturo vlaken, ki posledično neposredno vpliva na stopnjo biorazgradljivosti.
Porazdelitev velikosti por (PSD) je odvisna samo od tehnološkega procesa elektrospininga, katerega vzpostavitev predstavlja cilj predlaganega projekta. PSD je odvisna od premera vlaken, debeline membrane in njene gostote, ki posledično določajo parametre proizvodnega procesa (sestava raztopine, pogoji zraka,…).
V skladu s tem je cilj predlaganega projekta ugotoviti korelacijo med premerom vlaken in debelino membrane, ki vplivata na velikost por in distribucijo velikosti por, obenem pa na procesne parametre postopka elektrospinninga na primeru multimodalnega poliamida 6. V sklopu projekta bo raziskana sestava raztopine, njene viskoznosti, električne prevodnosti in površinske napetosti, vpliv elektrostatičnega polja na elektrospinning proces, ter kakovost in premer izdelanih vlaken. Izdelani bodo materiali z različno porazdelitvijo velikosti por, premerom vlaken, ter debelino membran, učinkovitost vseh pa bo potrjena s pomočjo testov difuzije na modelnih zdravilih.
»Izboljšava pretočnosti in gostote surovine za nano injekcijsko brizganje prahov (nanoPIM)«, L2-6761, (1. 7. 2014 – 30. 6. 2017).
Sodelujoči partnerji: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, Inštitut za sonaravne inovativne tehnologije, EGIZ, GORENJE gospodinjski aparati, d.d..
Vodja: prof. dr. Igor Emri
Predlagani projekt obravnava ključni problem nove tehnologije injekcijskega brizganja nano-prahu (nPIM), ki predstavlja evolucijsko hkrati pa tudi znatno izboljšano obstoječe PIM tehnologije, in se lahko šteje za enega od temeljnih nastajajočih tehnologij prihodnosti (FET) za proizvodnjo kovinskih in / ali keramičnih konstrukcijskih delov s kompleksno geometrijo. Ključne prednosti delov narejenih z nPIM, v primerjavi s tistimi, ki so izdelani s PIM tehnologijo, so njihove vrhunske mehanske lastnosti (predvsem odpornost proti utrujanju) in njihova kakovost površine, s katero pridejo v razred izdelkov s “polirano površino”. Ključen problem nPIM so zelo veliki tlaki predelave (več MPa), ki so posledica slabe pretočnosti polimerno kovinskih in polimerno keramičnih mešanic pri povišanem tlaku. Rešitev tega problema je končni cilj tega projekta.
Injekcijsko brizganje nano-prahu (nPIM) je prilagodljiva tehnologija za izdelavo majhnih delov s kompleksno geometrijo izdelanih iz kovine ali keramike. nPIM temelji na pripravi kompozitnega materiala sestavljenega iz polimernega veziva ter kovinskega ali keramičnega prahu, običajno imenovanega surovina. Tehnologijo PIM lahko uporabljamo v avtomobilski, elektronski ali medicinski industriji. Vendar nekaj faktorjev znatno vpliva na razširitev te tehnologije. Eden od njih je daljši čas, potreben, da odstranimo polimerno vezivo, ki se uporablja med stiskanjem. Ta problem je bil delno odpravljen z uporabo polimerov, ki so podvrženi hitri razgradnji (polioksimetilen – POM) pod ustreznimi pogoji, vendar pa so se pojavile nove omejitve, saj imajo ti polimeri zelo visoko viskoznost, kar lahko otežuje izdelovanje izdelkov.
Cilj tega projekta je določiti končno »sestavo« surovine na osnovi POM. V skladu s tem ciljem je projekt usmerjen v zmanjšanje viskoznost surovine, ki se uporablja v PIM in nPIM, hkrati pa ohranjanje dobrih mehanskih lastnosti materiala v trdnem stanju. To se doseže z (i) manipuliranjem porazdelitev molekulskih mas polimerne matrike, in (ii) izbiro ustrezne porazdelitve velikosti delcev polnila v prahu, ki bo vseboval nano in mikro delce. Posebna pozornost bo namenjena (iii) vplivu temperature in tlaka na izboljšane surovine, potrebne za optimizacijo procesnih parametrov. Končno (iv) bo zmogljivost izboljšanih surovin pokazana z izvedbo celotnega PIM procesa in izdelavo testnih izdelkov s kompleksno geometrijo.
Seznam preteklih projektov, financiranih in so-financiranih s strani Agencije za raziskovalno dejavnost ARRS):
• Vedenje disipativnih sistemov pri ekstremnih termo-mehanskih obremenitvah, L2-4103 (1. 7. 2011―30. 6. 2014)
• Vibriakustični konstrukcijski elementi na osnovi odpadnih pnevmatik, L2-2292 (1. 5. 2009―30 .4. 2012)
• Nanostrukturirani polimerni implantati v medicine, L2-0633 (1. 2. 2008―30. 1. 2011)
• Razvoj supertrdih PA folij z dodatki titanatnih nanocevk, M2-0102 (1. 6. 2006―30. 11. 2008)
• Polimerni nanokompoziti, J2-7116 (1. 9. 2005―31. 8. 2008)
• Razvoj konstitutivnih modelov za PET polimere pri izjemnih hitrostih deformacije, J2-7220 (1. 9. 2005―31. 8. 2008)
• Inteligentne zaščitne kompozitne plošče in lupine, M2-0123 (1. 6. 2006―30. 11. 2007)
• Razvoj nove kardiovaskularne kirurške tehnike z uporabo tehnike PA materialov. I. Študij dinamike krčenja inteligentnih PA vlaken pri termični obremenitvi, L2-6600 (1. 7. 2004―30. 6. 2007)
• Razvoj zaščitne in varnostne opreme sodobnega vojaka z uporabo nanostrukturiranih polimernih materialov, M2-0004 (1. 8. 2004―31. 8. 2006)
• Uporaba inteligentnih vlaken v medicinske namene, L2-5021 (1. 1. 2003―31. 12. 2005)
• Raziskave termomehanskih lastnosti kolektorjev, L2-0793 (1. 7. 1998―30. 6. 2001)
• Karakterizacija in obnašanje visokoelastičnih materialov, J2-9074 (1. 7. 1997―30. 6. 2000)