| 1. | Наименование проекта | Разработка биологически совместимых функциональных полимерных материалов и устройств на их основе для диагностики и терапии социально значимых заболеваний |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | АААА-А19-119093090026-2 |
| 3. | Исполнитель | Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | Минобрнауки России |
| 6. | Вид финансирования | ГЗ |
| 7. | Вид НИОКТР | Поисковая НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Науки о жизни |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии снижения потерь от социально значимых заболеваний |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | |
| 13. | Общее тематическое направление | |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | Назначение заключается в разработке прототипа устройства класса «лаборатория-на-чипе», способного с высокой селективностью определять сверхнизкие концентрации маркеров различных заболеваний в биологических жидкостях. Создание такой системы станет серьезным шагом в развитии мобильных диагностических комплексов с широкими возможностями применения. Портативные устройства класса «лаборатория-на-чипе» на основе биосовместимых полимерных, олигомерных и композитных материалов найдут свое применение при создании мобильных диагностических комплексов, которые могут быть использованы как в условиях космоса, Арктики и Антарктики, выполнения боевых задач армейскими подразделениями, так и для так называемой «point-of-care” диагностики непосредственно у постели больного без использования госпитального оборудования. В результате выполнения проекта будут получены следующие научные результаты: 2019 год 1) Синтезированы новые (кремний)органические функциональные олигомеры, способные селективно связывать биологические молекулы, обладающие повышенной стабильностью в различных биологических средах, биосовместимостью и способностью к самоорганизации на твердых и гибких полимерных субстратах. 2) Разработана технология нанесения полимерных и олигомерных слоев различного назначения (полупроводниковые, интерфейсные, рецепторные) на подложки. Изучены электрохимические и электрофизические свойства полученных материалов. 3) Получены сенсорные устройства на основе органических полевых транзисторов с использованием синтезированных функциональных материалов. Разработаны алгоритмы их тестирования. 4) Разработаны методы синтеза биосовместимых биоразлагаемых сополимеров на основе лактида и других циклических сложных эфиров с различным относительным составом и микроструктурой. 5) Разработаны и оптимизированы методы получения 2D и 3D материалов на основе сложных полиэфиров, обеспечивающие возможность регулирования структуры и свойств поверхности. 2020 год 1) Синтезированы новые (кремний)органические функциональные полимеры, способные селективно связывать биологические молекулы, обладающие повышенной стабильностью в различных биологических средах, биосовместимостью и способностью к самоорганизации на твердых и гибких полимерных субстратах. 2) Выявлены общие закономерности самосборки функциональных олигомеров и полимеров на различных подложках, поведения сформированных слоев в биологических средах и их взаимодействия с белками-маркерами. 3) Разработаны чернила на основе новых функциональных олигомерных/полимерных полупроводников с оптимальными характеристиками, позволяющие проводить формирование полупроводникового слоя печатными методами. Разработана методика печати полупроводниковых слоев и изучено влияние различных факторов печати на шероховатость и толщину слоев. 4) Изготовлены сенсорные устройства с печатным полупроводниковым слоем. Определены условия для изготовления устройств с наилучшими электрическими и сенсорными свойствами. 5) Установлена взаимосвязь между микроструктурой полимерной цепи, надмолекулярной организацией и физико-химическими свойствами материалов, их способностью контролируемо реагировать на внешний стимул. 6) Исследовано влияние условий активации/функционализации поверхности биодеградируемых материалов из полиэфиров на эффективность иммобилизации на нее целевых компонентов с использованием растворных технологий и методов химии высоких энергий. 7) Получен макет портативного устройства для измерения концентрации одного из биологических агентов, обеспечивающий точность и динамический диапазон измерения без значительного отклонения от полученных в лабораторных условиях результатов. 2021 год 1) Созданы новые олигомерные и полимерные материалы с уникальными электрохимическими, электрофизическими и сенсорными свойствами для применения в качестве активных (сенсорных и интерфейсных) слоев в селективных высокочувствительных сенсорах биомедицинского назначения. 2) Изучены электрохимические и электрофизические свойства разработанных материалов. Установлены механизмы изменения электрофизических свойств созданных материалов в присутствии аналита (различных белков-маркеров). 3) Печатными методами изготовлены прототипы сенсорных устройств. Определены условия для изготовления устройств с наилучшими электрическими и сенсорными свойствами. 4) Изучено влияние условий программирования постоянной и временной формы материалов и изделий на величину и время отклика, уровень возникающих механических напряжений при воздействии различных внешних сигналов. Созданы и испытаны прототипы «умных» имплантатов для различных областей медицины. 5) Cозданы нано- и микроразмерные покрытия различной природы на полимерных субстратах из сложных полиэфиров, а также исследован их состав и морфология в зависимости от метода и условий нанесения. 6) Снижены общие затраты на получение одного сенсорного устройства на порядок относительно макета за счет увеличения серийности изделий и уменьшения размеров одного детектора. Получена лаборатория-на-чипе, пригодная для измерения концентрации нескольких биологических агентов одновременно. |
| 17. | Начало проекта | 01.01.2019 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2021 |