Doktorantka Politechniki Krakowskiej mgr inż. Karina Niziołek została laureatką Ogólnopolskiego Konkursu „Student-Wynalazca”, organizowanego przez Politechnikę Świętokrzyską pod patronatem Ministerstwa Nauki. W XIV edycji konkursu wynalazczyni z PK zdobyła wspólnie z zespołem z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki jedną z 5 głównych nagród za rozwiązanie pt: „Sposób otrzymywania hybrydowego nośnika substancji aktywnych należących do grupy leków przeciwnowotworowych i hybrydowy nośnik substancji aktywnych należących do grupy leków przeciwnowotworowych”. Politechniczny pomysł na inteligentny biomateriał do zastosowania w terapiach przeciwnowotworowych został doceniony w dużej konkurencji. Do tegorocznej edycji konkursu nadesłano 123 rozwiązania opracowane przez 247 twórców z 21 polskich uczelni. Nagrodą w konkursie jest możliwość prezentacji swojego rozwiązania na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków w Genewie – Geneva Inventions 2024 oraz Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Wynalazków IWIS 2024.
Nad nagrodzonym wynalazkiem pracował zespół złożony z doktorantek i naukowczyń Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki w składzie: mgr inż. Karina Niziołek, mgr inż. Dagmara Słota, prof. dr hab. inż. Agnieszka Sobczak–Kupiec, dr hab. inż. Bożena Tyliszczak, prof. PK oraz dr inż. Agnieszka Tomala. Poza nagrodą główną ich rozwiązanie zostało uhonorowane także dwoma wyróżnieniami specjalnymi - Nagrodą Prezesa Polskiego Związku Pracodawców Przemysłu Farmaceutycznego oraz Nagrodą Prezesa Stowarzyszenia Polskich Wynalazców i Racjonalizatorów.
Opracowany przez mgr inż. Karinę Niziołek i zespół z nią współpracujący sposób wytworzenia oraz hybrydowy nośnik substancji aktywnych należących do grupy leków przeciwnowotworowych może znaleźć szerokie zastosowanie w medycynie i farmakologii jako inteligentny system dostarczania leków. - Dzięki naszemu rozwiązaniu leki mogą być dostarczane dokładnie do obszarów dotkniętych nowotworem, przy zminimalizowaniu toksycznego działania na zdrowe komórki. Co więcej, uzyskany system kontrolowanego uwalniania leków pozwala na utrzymanie odpowiedniego stężenia leków w miejscu nowotworu, co może zwiększyć skuteczność leków oraz jednocześnie zmniejszyć toksyczność dla zdrowych tkanek – wyjaśnia mgr inż. Karina Niziołek. Jak podkreśla, wykorzystanie hybrydowego nośnika substancji z grupy leków przeciwnowotworowych poprawi jakość leczenia onkologicznego. - Terapia celowana zastosowana u chorych onkologicznych może pomóc w zwalczeniu oporności na leki, która może rozwijać się w trakcie leczenia nowotworów. Co więcej dostarczanie leków w sposób kontrolowany i celowany może pomóc w przełamywaniu mechanizmów opornościowych komórek nowotworowych, a w konsekwencji prowadzić do ich apoptozy. Zastosowanie hybrydowych nośników leków może poprawić biodostępność leków, a co za tym idzie zmniejszyć ryzyko wystąpienia działań niepożądanych – mówi doktorantka PK.
Opracowany przez badaczki z PK hybrydowy nośnik substancji aktywnych zawiera polimery pochodzenia syntetycznego (tj. PVP, PEG) oraz nanocząstki złota (AuNPs), połączone z polimerem PHB. Uzyskane materiały zostały zmodyfikowane kompleksem inkluzyjnym złożonym z β-cyklodekstryny oraz leku przeciwnowotworowego – kapecytabiny. - Obecność nanocząstek złota w matrycy polimerowej jako kontrastu umożliwia obrazowanie rentgenowskie zmian chorobowych pacjenta. Poprzez modyfikację uzyskanego materiału hybrydowego kapecytabiną podnoszona jest funkcjonalność materiału, który umożliwia miejscowe uwalnianie leku, a tym samym działanie terapeutyczne dla pacjentek z rakiem szyjki macicy, chorych na raka piersi czy raka jelita grubego. Otrzymany hybrydowy biomateriał pozwala na personalizację terapii w zależności od stadium rozwoju choroby pacjenta, przez odpowiednie dawkowanie leku przeciwnowotworowego – mówi doktorantka PK.
Unikatową charakterystykę ma też opracowana przez naukowczynie PK metoda otrzymywania hybrydowego nośnika substancji aktywnych, która została już zgłoszona do ochrony patentowej. - Umożliwia pełną personalizację odawkowania leku przeciwnowotworowego. Podczas wytwarzania materiału nie powstają produkty uboczne, które mogłyby wpływać na proces uwalniania się substancji aktywnych. Technologia ta umożliwia tworzenie dowolnych kształtów i rozmiarów materiałów, co powiększa możliwości aplikacyjne utworzonego hybrydowego nośnika substancji aktywnych z leków przeciwnowotworowych – opisuje mgr inż. Karina Niziołek.
W ramach prac poprzedzających zgłoszenie patentowe zespół PK opracował działający model w postaci podstawowego komponentu, sprawdzonego w warunkach laboratoryjnych. Wykonane zostały także: pełna analiza fizykochemiczną oraz mechaniczna materiału, szereg badań inkubacyjnych in vitro w płynach symulujących warunki środowiska organizmu żywego, a także analiza cytotoksyczności względem wytypowanych linii komórkowych. Przed zespołem dalsze prace na długiej drodze do wdrożenia, a wcześniej promocja rozwiązania na międzynarodowych targach wynalazków w Genewie i Warszawie.
Nagrodzone w konkursie „Student-Wynalazca” rozwiązanie z Politechniki Krakowskiej zostało opracowane w ramach projektu "Inkubator Innowacyjności TRL 4.0" (realizowanego przez Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej). W tej edycji konkursu "Student-Wynalazca" nagrody główne przyznano także młodym innowatorom z Uniwersytetu Jagiellońskiego, Politechniki Świętokrzyskiej, Akademii Górniczo-Hutniczej i Politechniki Warszawskiej, a wyróżnienia specjalne także reprezentantom Politechniki Poznańskiej, Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, Politechniki Wrocławskiej i Państwowej Akademii Nauk Stosowanych w Chełmie.
Organizowany przez Politechnikę Świętokrzyską od 2010 r. Ogólnopolski Konkurs "Student-Wynalazca" jest adresowany do studentów, doktorantów i absolwentów szkół wyższych, którzy w trakcie studiów zostali twórcami lub współtwórcami wynalazku lub wzoru użytkowego albo przemysłowego chronionego prawem wyłącznym lub zgłoszonego do ochrony w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej lub urzędzie ds. własności przemysłowej za granicą. Jego celem jest promowanie innowacyjności w środowisku akademickim. Konkurs otrzymał dofinansowanie z programu Ministra Nauki „Społeczna odpowiedzialność nauki”.
(m)
Na zdjęciu: mgr inż. Karina Niziołek (z lewej) i prof. Agnieszka Sobczak-Kupiec w Kielcach podczas gali wręczania nagród w Ogólnopolskim Konkursie "Student-Wynalazca"
Więcej o konkursie na stronie Politechniki Świętokrzyskiej