Biodegradowalne nanokompozyty chitozan/poli(asparaginian sodu)/Fe3O4 o właściwościach ferrimagnetycznych

Przedmiotem projektu są bioaktywne nanokompozyty na bazie chitozanu i poli(asparaginianu sodu) dotowane nanocząstkami półprzewodzącymi oraz technologia ich otrzymywania.
Chitozan jest to polimer otrzymywany w wyniku deacetylacji chityny. Otrzymywane bioaktywne nanokompozyty są to wysoce porowate materiały o trójwymiarowej strukturze posiadające zdolność do chłonięcia wody o potwierdzonym potencjale w hodowli nowych tkanek. Posiadają działanie antybakteryjne i przeciwgrzybicze, a ich porowata struktura umożliwia swobodną dyfuzję składników odżywczych. Otrzymane nanokompozyty są biodegradowalne, posiadają właściwości hemostatyczne i antyoksydacyjne. Kompozyty dzięki zawartości półprzewodzących NPs i umożliwiają elektrostymulację dojrzewania, różnicowania i proliferacji komórek, co stanowi innowację na skalę światową w zakresie inżynierii tkankowej. Przeprowadzone badania wykazały znaczący wpływ biomateriałów na procesy życiowe ludzkich komórek takie jak aktywność proliferacyjna.

Proponowane biomateriały mają posłużyć jako rusztowania do hodowli komórek skóry, ale mogą być również stosowane w hodowli innego typu tkanek, jako materiały służące do zaawansowanych badań biologicznych (np. testowanie nowych leków i wyrobów medycznych), a także jako biokompatybilne ferrofluidy (np. kontrasty w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego). Rocznie 20 000 pacjentów w wyniku oparzeń oczekuje na przeszczep skóry. Obecnie jedynym rozwiązaniem dla tych osób są przeszczepy autogeniczne, allogeniczne i ksenogenicznie. Tego typu zabiegi łączą się z ograniczoną ilością dostępnej tkanki. Alternatywą dla transplantacji jest medycyna regeneracyjna i inżynieria tkankowa. Umożliwiają one hodowlę komórek skóry na specjalnych podłożach, które mogą zostać przeszczepione pacjentowi. Bezpośrednich odbiorców stanowią osoby cierpiące na głębokie rany pooparzeniowe oraz osoby wymagające przeszczepu skóry ze względów estetycznych. Odbiorcy pośredni są to centra leczenia oparzeń, centra chirurgii plastycznej i medycyny estetycznej oraz ośrodki naukowo-badawcze. Wyniki badań są odpowiedzią na konkretne zapotrzebowanie ze strony przemysłu medycznego. Biodegradowalne nanokompozyty chitozan/poli(asparaginian sodu)/Fe3O4 o właściwościach ferrimagnetycznych powstały w wyniku konsultacji z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich. Produkt oraz technologia jego otrzymywania, będące przedmiotem niniejszego wniosku, są efektem informacji rynkowej oraz wyrażonej chęci współpracy pochodzącej od wyżej wspomnianego podmiotu o wieloletnim doświadczeniu w zakresie leczenia oparzeń oraz hodowli komórek skóry. W trakcie badań wstępnych przeprowadzono konsultacje z wybranymi odbiorcami w celu dopasowania cech produktu do aktualnych potrzeb. Biomateriały chitozanowe oraz technologia ich otrzymywania są odpowiedzią na zapotrzebowanie rynkowe z zakresu leczenia oparzeń oraz medycyny estetycznej. Każdego roku oparzeniom ulega ok. 400 000 osób. Wyróżnia się 4 stopnie oparzeń, z których oparzenia III-go i IV-go stopnia wymagają hospitalizacji. Leczenie oparzeń ciężkich wiąże się z koniecznością zapewnienia substytutu zniszczonej skóry w celu ratowania życia i zdrowia, ograniczenia ryzyka powstawania przykurczów stawów prowadzących do inwalidztwa oraz szpecących blizn. W tym celu dokonuje się przeszczepu skóry pobranej od samego pacjenta, innej osoby lub zwierzęcia. Stosowanie substytutu zniszczonej tkanki pochodzącego od obcego organizmu często wiąże się z odrzuceniem przeszczepu, a dodatkowo istnieje ryzyko zakażania rany. W Polsce znajduje się 7 głównych specjalistycznych centrów leczenia oparzeń. Przeszczepy skóry mogą być również przeprowadzane w przypadku chęci usunięcia szpecących blizn lub zmian skórnych. Tego typu zabiegi realizowane są przez centra medycyny estetycznej oraz chirurgii plastycznej. W Polsce znajduje się około 50 centrów chirurgii plastycznej oraz 100 medycyny estetycznej. Proponowane wyniki prac B+R mogą znaleźć zastosowanie jako podłoża do hodowli komórek skóry, a wyhodowane tkanki mogą zostać użyte do celów zarówno leczniczych, jak i estetycznych. Bezpośrednich odbiorców projektu stanowią osoby cierpiące na głębokie rany pooparzeniowe oraz osoby wymagające przeszczepu skóry ze względów estetycznych. Odbiorcy pośredni są to centra leczenia oparzeń, centra chirurgii plastycznej i medycyny estetycznej oraz ośrodki naukowo-badawcze.

Biodegradowalne nanokompozyty, chitozan/poli(asparaginian sodu).

Głównym efektem wdrożenia technologii otrzymywania biodegradowalnych nanokompozytów na bazie chitozanu i poli(asparaginianu sodu) dotowanych nanocząstkami półprzewodzącymi będzie dostarczenie na rynek innowacyjnych, bioaktywnych podłoży do hodowli komórkowych, dzięki czemu możliwe będzie rozwinięcie inżynierii tkankowej i wyhodowanie tkanek dla pacjentów oczekujących na przeszczep (głównie skóry) oraz do innych celów badawczych i naukowych. Opracowana technologia jest gotowa do wprowadzenia w skalę półprzemysłową. Implementacja będzie oparta na założeniu spółki celowej z udziałem Politechniki Krakowskiej oraz spółki celowej INTECH PK, czego efektem będzie wprowadzenie na rynek nowej gamy produktów.
Produkt oraz technologia jego otrzymywania, będące przedmiotem niniejszego wniosku, są efektem informacji rynkowej oraz wyrażonej chęci współpracy pochodzącej od Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich o wieloletnim doświadczeniu w zakresie leczenia oparzeń oraz hodowli komórek skóry. W trakcie badań przeprowadzono konsultacje z wybranymi odbiorcami w celu dopasowania cech produktu do aktualnych potrzeb. Podłoża chitozanowe oraz technologia ich otrzymywania są odpowiedzią na zapotrzebowanie rynkowe z zakresu leczenia oparzeń oraz medycyny estetycznej.
Rynek konstrukcji inżynierii tkankowej jest jednym z najszybciej rozwijających się segmentów technologii medycznych. Obecnie wielkość rynku wyniósł 4,5 mld. euro i zgodnie z danymi prognozy Grand View Research, Inc do 2022 roku wyniesie 11,53 mld. euro. Raport SMITHERS GROUP uwzględnia terapię komórkową w rynku konstrukcji inżynierii tkankowej i świadczy o corocznym wzroście rynku o 21%, także prognoza dotycząca wielkości rynku w 2025 roku wynosi 73 mld. euro. Główni gracze na rynku konstrukcji inżynierii tkankowej to m.in. Medtronic, Inc., Zimmer Biomet, Acelity, Acell, Inc., Athersys, Inc., Organogenezy, Inc., Stryker Corporation, Tissue Regenix Group Plc RTI surgical , Inc., Repro Cell, Inc. W tym samym czasie zapotrzebowanie pacjentów na konstrukcje inżynierii tkankowej znacznie przekracza możliwości podażowe firm na w/w rynku.

- prototyp
- zakończone badania
- technologia gotowa do zastosowania

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku

- instytut naukowo - badawczy, uniwersytet
- ośrodek transferu technologii
- przemysł

Część A
Pytania dotyczą dawnych opinii o rozwiązaniu i komercjalizacji
– w okresie jego powstania lub zgłoszenia do Konkursu Student-Wynalazca
1. Skąd uzyskano informację o Konkursie Student-Wynalazca?
☐ Informacja na Uczelni (np. od rzecznika patentowego)
☐ Od uczestników z poprzednich edycji Konkursu
☐ Internet – przypadkowo
☒ Internet – poszukiwanie możliwości pokazania swoich wynalazków
☐ Strona internetowa Politechniki Świętokrzyskiej
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

2. W jaki sposób powstało rozwiązanie?
☐ W ramach pracy związanej ze zdobywaniem stopni naukowych
☐ W ramach realizacji grantu badawczego
☐ W ramach współpracy lub na potrzeby przedsiębiorstw
☒ Jako niezależny pomysł
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

3. Jakiego obszaru dotyczyło rozwiązanie?
☐ Technika
☒ Medycyna i biotechnologia
☐ Chemia
☐ Ekologia i odnawialne źródła energii
☐ Transport
☐ Technologie informatyczne i telekomunikacja
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

4. Czy Twórcy mieli wizję wdrożenia (komercjalizacji) nowego rozwiązania?
☒ Zdecydowanie tak
☐ Raczej tak
☐ Było to marzenie o małej szansie realizacji
☐ Nie miało to znaczenia
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………


5. Czy Twórcy rozwiązania znali przykłady wdrożenia nowych rozwiązań?
☐ Tak, znali rzeczywiste przykłady – zakończone sukcesem
☒ Tak, ale tylko z opisów – zakończone sukcesem
☐ Tak, ale zakończone porażką
☐ Nie znali
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy Twórcy rozwiązania rozważali możliwość porażki w procesie komercjalizacji?
☐ Nie dopuszczali takiej możliwości, byli pewni sukcesu
☒ Tak, ale uważali to jako zdobywanie doświadczenia dla kolejnych prób
☐ Tak, uważali to jako wielką tragedię i powód do wycofania się z kolejnych prób
☐ Nie zastanawiali się nad tym zagadnieniem
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

7. Czy udział w Konkursie Student-Wynalazca przyniósł korzyści?
☒ Tak, pozwolił poznać środowisko badaczy-wynalazców
☒ Tak, był inspiracją do kontynuacji pracy badawczej
☒ Tak, był inspiracją do realizacji procesu wdrożenia
☐ Nie, była to strata czasu i zbędny wysiłek
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………
Część B1
dla tych Twórców, którzy podjęli decyzję o komercjalizacji


1. Jaki jest etap procesu komercjalizacji?
☐ Zakończono z sukcesem.
☒ W trakcie realizacji – kontynuacja badań
☐ W trakcie realizacji – działania rynkowe, organizacyjno-biznesowe
☐ Przerwano proces po pewnym czasie
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

2. Jakie problemy wewnętrzne zauważono w procesie komercjalizacji?
☒ Nie zauważono problemów
☐ Brak odpowiedniej wiedzy i umiejętności
☐ Zaangażowanie w inne obowiązki (brak czasu)
☐ Trudności w pracy zespołowej Twórców rozwiązania
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

3. Jakie problemy zewnętrzne zauważono w procesie komercjalizacji?
☐ Nie zauważono poważnych problemów
☐ Złożone i nieprzyjazne przepisy
☐ Złe nastawienie środowiska
☒ Kłopoty z pozyskaniem środków finansowych
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

4. Czy komercjalizacja daje osobistą satysfakcję i dlaczego?
☒ Tak, ze względu na spodziewane korzyści finansowe
☒ Tak, ze względu na własną satysfakcję
☒ Tak, ze względu na opinię w środowisku
☐ Nie daje, ale trzeba zakończyć, to co się zaczęło
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

5. W jakim stopniu proces komercjalizacji odpowiada przewidywaniom i wyobrażeniom Twórców?
☐ W dużym stopniu jest tak jak przewidywano
☒ Jest znacząco bardziej złożony i trudny w realizacji
☐ Jest zupełnie nie zgodny z przewidywaniami
☐ Nie wiem, nie rozważałem tego przed rozpoczęciem komercjalizacji
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy w przypadku nowego rozwiązania Twórcy podejmą proces komercjalizacji?
☒ Tak, niezależnie od rezultatów obecnego procesu komercjalizacji
☐ Tak, ale po lepszym przygotowaniu i analizach
☐ Tak, ale z udziałem innych doświadczonych wspólników
☐ Nie, ze względu na duże trudności w realizacji procesu
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………
Część B2
dla tych Twórców, którzy zrezygnowali z procesu komercjalizacji

1. Jakie były przesłanki zaniechania komercjalizacji?
☐ Dyskusja w zespole Twórców
☐ Rady i opinie ekspertów
☐ Wyniki analizy potencjału komercjalizacji (nawet uproszczonej)
☐ Dyskusja w gronie osób bliskich (małżonkowie, rodzice itp.)
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

2. Jaka była dominująca przyczyna wewnętrzna rezygnacji z komercjalizacji?
☐ Przedkładanie pracy badawczej nad działania organizacyjno – biznesowe
☐ Brak porozumienia w zespole twórców
☐ Świadomość małej wiedzy o procesie komercjalizacji
☐ Obawa przed porażką
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

3. Jaka była dominująca przyczyna zewnętrzna rezygnacji z komercjalizacji?
☐ Brak zewnętrznego wsparcia instytucjonalnego
☐ Brak znajomości dobrych przykładów
☐ Zawiłe i niejednoznaczne przepisy
☐ Trudności w pozyskaniu środków finansowych
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

4. Czy działania w obszarze wynalazczości są kontynuowane?
☐ Tak, praca naukowa jest kontynuowana, są lub będą nowe wynalazki
☐ Tak, gdyż wynika to z mojego charakteru (ciekawość, kreatywność)
☐ Tak, wynika to z rodzaju mojej pracy zawodowej
☐ Nie, zmieniono zainteresowania i pracę
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

5. Czy uważasz, że wynalazcy nie powinni zajmować się komercjalizacją?
☐ Tak, komercjalizacją powinny zajmować się inne specjalistyczne zespoły i dzielić zyskami
☐ Wynalazcy powinni sami prowadzić proces, bo tylko wtedy osiągną korzyści finansowe
☐ Powinny to prowadzić zespoły przy współudziale wynalazców.
☐ Nie mam zdania na ten temat
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy pomimo rezygnacji z komercjalizacji są prowadzone prace związane z rozwiązaniem?
☐ Tak, badania prowadzone w celach poznawczych
☐ Tak, badania prowadzone jako element rozwoju naukowego (publikacje)
☐ Tak, jako droga do powstania innych wynalazków, odpowiednich dla komercjalizacji
☐ Nie, zaniechano badań dotyczących tego rozwiązania
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………


7. Czy w przypadku nowego rozwiązania Twórcy podejmą proces komercjalizacji?
☐ Tak, na skutek zmiany poglądów na temat komercjalizacji
☐ Tak, ale po pozytywnych zmianach warunków zewnętrznych
☐ Raczej nie, ale nie jest to decyzja arbitralna
☐ Nie, z tych samych powodów co poprzednio
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………