|
Léčiva a biomateriály
Doktorský program,
Fakulta chemické technologie
Studijní program Léčiva a biomateriály směřuje zejména do oblastí medicinální chemie; analýza léčiv a studium struktury pevných farmaceutických substancí; výzkum a studium vlastností anorganických a polymerních materiálů pro biomedicínské aplikace; farmaceutické procesní inženýrství; aplikovaná informatika pro farmaceutický průmysl. UplatněníAbsolventi se uplatňují především v základním i aplikovaném výzkumu léčiv a lékových forem, farmaceutických technologií a biomateriálů na univerzitních pracovištích, v ústavech AVČR, ve výzkumných a technologických centrech v České republice i v zahraničí. Dále nacházejí práci i ve výzkumných pracovištích a vývojových, analytických či kontrolních laboratořích příslušných průmyslových podniků či státní správy, případně zastávají vyšší řídící funkce související s výzkumem a vývojem. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Design a syntéza nových inhibitorů methyltransferáz
AnotaceDoktorand(ka) se bude zabývat návrhem a syntézou nových inhibtorů methyltransferáz – virových, fungálních nebo lidských. Student(ka) bude ve své práci využívat in silico přístup molekulárního modelování, které by mělo zefektivnit vývoj aktivních látek. Hlavní část pracovní náplně bude ovšem organická syntéza. Příprava analogů vhodných ligandů s fluorescentní značkou umožní efektivní vývoj screeningové metody.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Glykomimetické ligandy pro DC-SIGN receptor
AnotaceDC-SIGN je protein vázající sacharidy, který je exprimován na povrchu imunitních buněk. Jeho cílení by mohlo být využito dvěma způsoby: (1) k vývoji účinnějších vakcín a (2) k vývoji nových léčebných postupů proti některým patogenům. Navzdory potenciálu přírodních sacharidových ligandů se jejich použití k dosažení specifického cílení na buňky exprimující DC-SIGN dosud ukázalo jako neúspěšné. Ve spolupráci s Molecular Drug Targeting Group z Univerzity ve Vídni pracujeme na návrhu a vývoji nových glykomimetických ligandů, které se váží na DC-SIGN s vysokou selektivitou a přiměřenou afinitou. V uplynulých letech jsme identifikovali několik nových strukturních motivů DC-SIGN ligandů. Navrhovaný projekt bude zaměřen na studium vztahu mezi strukturou a aktivitou (structure–activity relationship, SAR) těchto nových ligandů. Hlavní část práce bude založena na syntetické organické chemii. Doktorand se naučí základy chemie sacharidů a glykosylací, stejně jako další organické reakce (využití ortogonálních ochranných skupin, cross-coupling reakce katalyzované přechodnými kovy…). Hodnocení vazebné afinity bude probíhat ve Vídni a doktorand bude mít příležitost naučit se základy těchto metod (buď NMR techniky pro studium interakcí protein–ligand, nebo práce s buněčnými kulturami) během stáže.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha
Heterogenita povrchové energie partikulárních látek
AnotaceVolná povrchová energie je jedním z důležitých parametrů v průmyslové aplikaci a procesech práškových a vláknitých materiálů. Rozdíly v povrchové energii mají vliv na mezifázové interakce, jako je například smáčení, koheze či adheze. Jelikož široká škála použití práškových látek je řízena povrchovými reakcemi či interakcemi, charakterizace povrchových energií může být důležitými informacemi pro zlepšení povrchových vlastností (např. povrchovou modifikací). Obecné teorie lze aplikovat pouze na hladkých, molekulárně plochých pevných površích nebo částicích. Většina rozhraní u partikulárních látek však nemá ideálně hladký povrch anebo ideálně homogenizovaný povrch, proto se bude práce věnovat určení heterogenity povrchových vlastností; heterogenity povrchové energie a jejím vztahem k dalším vlastnostem těchto látek.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Chiralni nanomaterialy pro medicinské aplikace
AnotaceChiralita je základní vlastností přírody. V oblasti medicíny je klíčovým rysem chirality různá biochemická aktivita opačných organických enantiomerů. V poslední době chiralita se promital i do světa nanomateriálů– byly syntetizovány první nanomateriály, které v sobě zahrnují chiralitu v rámci jednotlivých jednotek/nanočástic (podobně jako organické enantiomery). Biologická a biochemická aktivita těchto materiálů se teprve začíná zkoumat. V tomto světle je klíčová otázka, zda se situace s různou aktivitou a vlastnostmi jednotlivých organických molekul bude se opakovat v případě jejich větších analogů – chirálních nanomateriálů. Cílem této práce je najít odpověď na tuto velmi zajímavou otázku. Během realizaci práce bude připravena řada chirálních nanomateriálů a bude studována jejich aktivita a potenciál pro interakci s buňkami a bakteriemi.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Chirálni nanomaterialy pro medicinské aplikace
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Chytré antimikrobiální materiály
AnotaceV současnosti kolem 80 % bakteriálních onemocnění pochází od biofilmů. Biofilm představuje bakteriální kolonii, která je ukotvená na povrchu a natočena specifickou “zdí”, díky čemuž je schopna se bránit běžné antimikrobiální léčbě. Další nebezpečné jevy probíhající v biofilmu souvisí s bakteriálním quorum-efektem a velkým rizikem vývoje rezistence vůči antibiotikům. Proto prevence tvorby a ničení biofilmů představuje jednu z klíčových otázek v oblasti materiálů pro medicínu. Tradiční způsoby jako je inkorporace antimikrobiálních látek nejenže často selhávají, ale mohou vést i k řadě nežádoucích efektů, jako je nárůst výše zmíněné resistivity vůči antibiotikům nebo dalším antimikrobiálním látkám. V této práci bude realizován nový způsob obrany medicinských povrchů proti biofilmům – použití povlaků na bázi smart materiálů. Díky svému složení tyto povrchy zaručí dvojitou obranu – prevence před bakteriální kolonizaci a současně jsou schopny uvolňovat antimikrobiální sloučeniny.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Chytré materiály pro tkáňové inzenyrstvi
AnotaceAdheze a růst lidských buněk na povrchu materiálů pro medicínské aplikace (kožní a kostní implantáty, implanty chlopní a náhrady cév) je složitý proces, který probíhá v několika postupných fázích. Z hlediska realizace jednotlivých stupňů musí mít materiál často různé a někdy i zcela odlišné vlastnosti (např. lokální mechanické nebo chemické „pnuti“ je vhodné pro adhezi buněk a absence takového pnutí je významná pro jejich proliferaci). Takové „opačné“ vlastnosti je obtížné dosáhnout v rámci jednotlivých materiálů. Lze je úspěšně implementovat v případě chytrých, přepínatelných materiálů. Hlavní myšlenkou tohoto projektu je vytvoření chytrých materiálů pro medicinské aplikace. Takové materiály mohou postupně měnit své vlastnosti v průběhu času, např. mají lokální stresová centra pro buněčnou adhezi a imobilizaci a poté mění svou strukturu, aby podporovaly buněčnou proliferaci. Realizace této práce umožní zavést nové principy a přístupy v oblasti materiálů pro medicinské použiti a regenerativní medicínu a také výrazně zlepšit úroveň zdravotnické péče.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Inhibitory methyltransferáz – návrh a příprava potenciálních nových léčiv
AnotaceDoktorand(ka) se zaměří na návrh a organickou syntézu nových inhibitorů methyltransferáz, a to virových, fungálních nebo lidských. Při vývoji těchto sloučenin bude student(ka) využívat in silico molekulární modelování, jehož cílem je zefektivnit a zrychlit hledání a optimalizaci inhibitorů. Hlavním těžištěm práce však zůstane organická syntéza potenciálních léčivých látek. Součástí projektu bude příprava analogů ligandů opatřených vhodnou značkou, ať už fluorescentní nebo funkční (biotin pro pulldown, talidomid pro PROTAC technologii).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Interakce buněk s periodickými nano- a mikrostrukturovanými povrchy
Anotace
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Mikroorganismy jako buněčné továrny pro řízené bioremediace ekosystémů
AnotaceV posledních několika desetiletích rychlý rozvoj zemědělství a průmyslu vede celosvětově ke kontaminaci životního prostředí různými znečišťujícími látkami, včetně těžkých kovů, polychlorovaných bifenylů, plastů a biologicky aktivních farmaceutických látek (FAL). Právě posledně zmiňovaná skupina FAL tvoří druhou nejčastější skupinu polutantů, distribuovaných do prostředí člověkem, vyskytujících se v půdě a povrchových vodách, což má za následek znehodnocování zdrojů pitné vody a celkové znečištění životního prostředí. Přítomnost těchto látek v životním prostředí vyvolává velké obavy kvůli jejich vzájemné interakci, toxicitě, biologické stabilitě a nedostatečnému odbourávání v současných systémech čistíren odpadních vod (ČOV). Pro hlavní zdroje kontaminace prostředí farmaky se tak stávají společným uzlovým bodem odpadní vody, jejichž prostřednictvím jsou dominantně přes povrchové vody FAL distribuovány zpět do prostředí. K zabránění celkové dysbalanci ekosystémů je proto nutné postupně vyvíjet a zavádět stále nové technologické procesy využitelné v odbourávání těchto polutantů z půdních a vodních ekosystémů, a případně směřovat tyto procesy i k recyklaci opětovného využití přírodních dekontaminovaných odpadních materiálů. Cílem výzkumného záměru bude detailní studium degradačního potenciálu specifických mikroorganismů nebo jejich konsorcií, které díky své bohaté funkční rozmanitosti řadíme mezi unikátní skupinu organismů se schopností odbourávat polutanty z prostředí. Síla a jedinečnost jejich mechanismů budeme sledovat kombinací různých přístupů, od mikrobiálního screeningu mikroorganismů s biodegradačním potenciálem, jejich následnou kultivaci v definovaných podmínkách v laboratorním bioreaktoru pro přípravu syntetického celobuněčného katalyzátoru, přes analytické nástroje využívající metody LC-MS a NMR k identifikaci cílových nemetabolizovaných molekul FAL a jejich metabolických forem. Vedle metabolomiky využijeme proteomickou analýzu k charakterizaci klíčového enzymového aparátu a ke konstrukci potenciálních biodegradačních buněčných procesů. Podpora biotechnologických a „omics“ přístupů umožní detailně charakterizovat funkční aktivitu unikátního směsného celobuněčného katalyzátoru nebo specifických katalyzátorů tvořených mikrobiálním konsorciem nebo unikátním kmenem. Následná integrace tohoto syntetického katalyzátoru do in situ modelových klíčových environmentálních procesů povede k modifikaci původních mikrobiálních konsorcií s cílem efektivně a ekologicky šetrně bioremediovat zatížené lokality různých ekosystémů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Modulární syntéza dendritických nosičů léčiv pro využití v regenerativní medicíně
AnotaceTématem projektu bude aplikace principů modulární syntézy při přípravě nových dendritických materiálů s vlastnostmi vhodnými pro medicínské uplatnění, a to především v oblasti regenerativní medicíny. V první fázi bude připravena knihovna karbosilanových stavebních bloků (dendronů) s využitím křemíku jako větvícího prvku a s vhodnou periferní funkcionalizací (sacharidové ligandy, kationtové skupiny, PEGylové řetězce apod.). Dále budou tyto komponenty sloužit ke konstrukci multifunkčních makromolekulárních systémů s přesně definovanou dendritickou strukturou. Součástí práce bude využití připravených produktů pro enkapsulaci nízkomolekulárních léčiv, komplexaci terapeuticky aktivních proteinů a růstových faktorů a fyzikálně-chemická charakterizace těchto systémů. Důraz bude kladen na vhodné farmakokinetické a cytotoxické vlastnosti. Práce bude součástí výzkumu podpořeného v rámci projektu OP JAK. V aplikačním uplatnění připravených materiálů bude student úzce spolupracovat s externími pracovišti v rámci projektu. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Molekulárně otištěné polymery jako stacionární fáze pro separaci biologicky aktivních látek přírodního původu
AnotaceEsenciální oleje a extrakty z rostlin známých pro své léčivé účinky obsahují široké spektrum různých látek, ne všechny však mají biologickou aktivitu. Pro izolaci jednotlivých biologicky aktivních látek z rostlinných extraktů či esenciálních olejů lze použít několik postupů. Jedním z nich je extrakce na pevné fázi, při které lze volbou optimální kombinace stacionární a mobilní fáze docílit velmi účinné selektivní separace. Molekulárně otištěné polymery (MIP) by mohly být vhodnou alternativou konvenčně používaných stacionárních fází. Výhodou MIP je i jejich stabilita, a to jak fyzikální, tak chemická. Proces přípravy MIP, při kterém jsou v polymeru utvářeny kavity komplementární k žádané separované molekule je zodpovědný za jejich vysokou selektivitu. Vždy je nezbytné optimalizovat jak přípravu samotného polymeru (metoda, použité monomery, síťovací činidla, poměr reaktantů, teplota, čas), tak proces extrakce templátové molekuly z polymeru a v neposlední řadě také postup extrakce na pevné fázi (kondicionace stacionární fáze, eluční medium). Pro disertační práci budou vybrány terpenické molekuly, budou připraveny vhodné MIP a bude testována možnost separace zvolených molekul z vybraných extraktů rostlin.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Pěstování monokrystalů a strukturní analýza vícekomponentních krystalů
AnotaceVícekomponentní krystaly API (např. soli, solváty nebo kokrystaly) mají velký potenciál co se týče úpravy farmakokinetického profilu, stability API atd. Způsob zabudování rozpouštědla, iontu nebo koformeru do struktury farmaceutické látky může výrazně ovlivnit její aplikační vlastnosti. Cílem práce je příprava monokrystalů solí, solvátů, kokrystalů a solvatomorfů vybraných látek, určení případných polymorfních přeměn v závislosti na teplotě, jejich charakterizace řadou analytických metod s důrazem rtg-strukturní analýzu a následné srovnání a korelace strukturních parametrů, definování prostoru, který nový komponent ve struktuře zaujímá.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Příprava krystalů organických materiálů na bázi léčiv a charakterizace jejich vlastností
AnotaceTéma práce bude zaměřeno na přípravu a růst krystalů těkavých a sublimujících organických sloučenin, především aktivních farmaceutických látek (polymorfů, solvátů, solí a kokrystalů) z plynné fáze a z roztoku s cílem připravit jejich objemové krystaly. Těžištěm práce bude navržení aparatury a optimalizace růstu krystalů modelových organických sloučenin depozicí z plynné fáze použitím horizontální dvousekční odporové pece s oddělenou regulací teploty. Tato metoda je založena na převedení (sublimaci) výchozí suroviny do plynné fáze v zásobní části růstového systému a jeho následné krystalizaci (desublimaci) v nejchladnějším místě druhé krystalizační části systému. Nastavením vhodného teplotního režimu v obou sekcích pece je regulována rychlost růstu vznikajícího krystalu. Nedílnou součástí práce bude (i) návrh krystalizační nádoby složené ze dvou částí – zásobní a krystalizační, (ii) optimalizace růstových podmínek (teplotní gradient v peci, teplotní režimy), a (iii) charakterizace připravených krystalů z hlediska jejich fyzikálních, strukturních a optických vlastností. Další část práce bude zaměřena na přípravu krystalů modelových organických sloučenin z roztoku a studium vlivu různých rozpouštědel na průběh krystalizace a výslednou kvalitu krystalů. Výsledné charakterizace krystalů získaných různými postupy budou porovnány.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Řešení krystalové struktury farmaceutických molekul kombinací dat z ss-NMR, predikce a práškové difrakce.
AnotaceV případě , kdy nejsou k dispozici difrakční data z monokrystalu, lze krystalovou strukturu látky řešit z alternativních dat. Strukturu lze predikovat a z predikované struktury lze pomocí QM metod spočítat teoretické ss-NMR. Pomocí ss-NMR pak lze potvrdit predikci struktury. Postup je možný kombinovat s daty z práškové difrakce. Cílem práce je otestovat tento kombinovaný přístup.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
SERS-ANN pro medicínu a diagnostiku
AnotaceSERS (povrchově zesílena Ramonaova spektroskopie) poskytuje jedinečnou schopnost detekovat velmi nízké koncentrace analytů včetně medicínsky relevantních sloučenin, jako jsou např. léky, jejich metabolity nebo markery onemocnění. Použití SERS při měření reálných vzorků je však značně omezováno interferencí, protože celkový analyticky signál je produkován jak cílovou molekulou, tak i velkým počtem dalších molekul přítomných v reálním vzorku. K vyřešení tohoto problému jsme navrhli a v současné době vyvíjíme přístup SERS-ANN, který sestává z kombinace měření SERS a umělé inteligence pro zpracování spektrálních dat. Cílem této práce je další rozvoj tohoto přístupu, jeho kvantitativní i kvalitativní zdokonalování včetně sběru spektrálních databází i zavedení multimodální detekce či variabilních vstupních dat (např. kombinace SEPS a IR nebo MS analytických metod). Hlavním přínosem práce bude zavedení přístupů, které dosáhnou větší spolehlivosti a jednoduchosti v analytické a medicínské chemii a zároveň výrazně zjednoduší práci zdravotnického personálu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha
Studium tvorby kožní bariéry a možností její obnovy na molekulární úrovni
AnotaceMolekulární mechanismy tvorby mezibuněčné lipidové matrix, která je klíčová pro kvalitní bariérové funkce kůže, nejsou stále dostatečně popsány. Tato práce bude cílit na odhalení těchto pochodů pomocí biofyzikálních technik na modelových membránách (SAXS, FTIR, Ramanova spektroskopie, AFM a další), v této souvislosti bude studována též permeabilita membrán. Na základě těchto poznatků budou definovány podmínky designu topických lipidových formulací schopných obnovy narušené (nemocné) kožní lipidové bariéry.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Využití povrchové energie jako nástroje pro formulační aplikace
AnotaceFarmaceutické produkty jsou sofistikované směsi celé řady látek, které mohou být kapalné nebo pevné. Existuje však stále otázka, jak je efektivně vybrat bez nákladných a časově náročných testů, které jsou spojeny se složitostí vývoje léku. Povrchová energie by mohla být použita jako mocný predikční nástroj pro provádění takových výběrů. Cílem této práce je poskytnout nový pohled na predikci kompatibility složek (API a excipient) pro návrh formulace pro výrobu pevných lékových forem na základě povrchových vlastností jejich složek.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Vývoj pokročilých nanočásticových formulací pro topické podání léčiv
AnotaceNově vyvíjená léčiva jeví často problematický fyzikálně-chemický profil s následkem velmi nízké biologické dostupnosti. Nanočásticové formulace nabízí možnost řešení. Tato práce se bude zabývat formulací vybraných účinných látek do různých typů nanočástic a studiem jejich účinnosti na biologickou dostupnout do živé tkáně.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
|
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž