Tezistem vyzkumu v UMCH AV CR byly v roce 2006 v souladu s vyzkumnym zamerem AVOZ400500505 tri hlavni smery polymerni vedy: priprava a studium vlastnosti biomakro�molekularnich systemu, studium dynamiky a samoorganizace molekularnich a nadmolekular�nich systemu v polymerech a priprava, charakterizace a aplikace novych polymernich systemu s rizenou strukturou a vlastnostmi. Pracovnici ustavu resili nebo se podileli na reseni osmi projektu podporovanych granty Evropskeho spolecenstvi a rady projektu podporovanych ruznymi zahranicnimi i tuzemskymi institucemi jak formou vyzkumnych grantu, tak smluv. Dale se podileli na cinnosti tri vyzkumnych center MSMT, resili tri projekty cileneho vyzkumu a vyvoje AV CR, ctyri projekty v ramci programu Nanotechnologie pro spolecnost, ctyri projekty v ramci Narodniho programu vyzkumu II, 21 projektu podporo�vanych GA AV CR, 28 projektu podporovanych GA CR, jeden projekt v ramci tematickeho programu Informacni spolecnost, 13 grantu financovanych ministerstvy CR a 11 grantu financovanych MSMT v ramci programu dvoustranne mezinarodni spoluprace KONTAKT.
V oblasti biomakromolekularnich systemu jsme s pouzitim biodegradovatelnych vysoko�molekularnich roubovanych kopolymeru N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu jako nosicu kancerostatik cilenych na pevne nadory pripravili polymerni lekovou formu kancerostatika doxorubicinu, ktera umoznuje kombinaci dvojiho ucinku cytostatika na nadorovou bunku. In vivo testy protinadorove aktivity prokazaly mimoradne efektivni ucinek tohoto leciva pri lecbe nadoru u mysi (B,C). Dokoncili jsme studium linearnich rozpustnych a supramolekularnich micelarnich systemu umoznujicich dopravu cytostatika doxorubicinu do kostni nadorove tkane. V modelovych podminkach systemy zalozene na statistickych HPMA kopolymerech a telechelickem polyethylenoxid-blok-polypropylenoxid-blok-polyethylenoxidu smerovane hydroxy�bisfosfonatovymi skupinami prokazaly vysoce efektivni a specifickou vazbu na hydroxyapatit jako model kostni nadorove tkane a nasledne uvolnovani leciva z nosice rychlosti kontrolovanou pH prostredi. (B,C)
Pripravili jsme nekolik typu polymernich nosicu s imobilizovanym avidinem pro bunecne kultivace. Potvrdili jsme pritom platnost pracovni hypotezy, ze na imobilizovany avidin lze pomoci komplexu avidin-biotin pripojit vhodny biotinylovany bioaktivni motiv, ktery vede k lepsi adhezi a proliferaci bunek. Zaroven jsme prokazali, ze vliv inkorporovaneho bioaktivniho motivu se uplatnuje pouze v urcitych mezich povrchovych vlastnosti. (B)
Pripravili jsme take serii amfifilnich blokovych kopolymeru polylaktid/polyethylenoxid v sirokem rozsahu delek a vzajemnych pomeru obou bloku a prostudovali jsme jejich adsorpci ze selektivniho rozpoustedla na povrch polylaktidu. Pomoci ATR FTIR spektroskopie byly zjisteny kvantitativni zavislosti mezi dosahovanou hustotou retezcu adsorbovanych kopolymeru a jejich molekularnimi parametry. Na prikladu seroveho albuminu, jako modeloveho proteinu, byl vyhodnocen vliv adsorbovane vrstvy kopolymeru na naslednou adsorpci proteinu k povrchu polylaktidu. Vysledky prokazaly, ze adsorpci blokovych kopolymeru ze selektivniho rozpoustedla lze ucinne modifikovat povrchy kompatibilnich polymeru. Ziskane poznatky budou dale vyuzity pro pripravu biomimetickych materialu pro regenerativni medicinu. (B)
Vyvinuli jsme technologii rizene pripravy fibrinovych siti umoznujici povrchovou modifikaci syntetickych skeletu urcenych pro tkanove inzenyrstvi tenkou vrstvou fibrinoveho gelu s regulovatelnou tloustkou. Touto novou technologii lze povlekat povrchy poru v polymernich materialech tak, aby byl v porech zachovan volny prostor pro migraci a proliferaci bunek. Povlaky efektivne zlepsovaly adhezi a rust bunek cevniho endotelu na povrchu polymeru. Vynalez "Zpusob pripravy regulovanych vrstev fibrinu na pevnych povrsich" byl prihlasen k patentove ochrane v prosinci 2006. (C, B)
Pri studiu dynamiky a samoorganizace molekularnich a nadmolekularnich systemu v polymerech jsme ukazali, ze usporadana povrchova struktura tenkych vrstev blokoveho kopolymeru oktylstyrenu nebo fluorostyrenu a butylmethakrylatu nebo metylmethakrylatu se zviditelni po jejich vystaveni param rozpoustedel silne selektivnich pro jeden z obou bloku pokud se oba bloky vyznamne lisi teplotou skelneho prechodu. (B)
Pri studiu interakce mezi poly(4-vinylfenolem) a poly(4-vinylpyridinem) o ruznych polymerizacnich stupnich jsme kombinaci ruznych technik NMR a kvantove chemickych vypoctu poprve nalezli a kvantitativne prokazali dvojrozmernou kooperativitu vodikovych vazeb vyssiho radu. Na zaklade predpokladu proximitniho efektu realizovanych vazeb jsme navrhli uspesny matematicky model teto kooperace. (B)
Mnohostenne uhlikove nanotrubky byly povrchove modifikovany tenkou vrstvou polyanilinu (desitky nanometru). Nanotrubky pokryte vodivym polymerem jsou, na rozdil od vychoziho substratu, hydrofilni a maji dobrou elektronovou vodivost. Tyto materialy jsou vyvijeny jako elektrody pro palivove clanky. (B)
V oblasti pripravy novych polymernich systemu s rizenou strukturou a vlastnostmi jsme pri komplexni charakterizaci povrchove tvrdosti hybridnich nanokompoztinich organicko-anorganickych naterovych filmu od sub-mikronove az po makroskopickou uroven zjistili, ze tvrdost techto materialu silne zavisi na stavu, ve kterem se material pri analyze nachazi (skelnem, kaucukovitem nebo v oblasti skelneho prechodu). Ve spolupraci se ZCU Plzen a SVUOM Praha jsme vypracovali tri metody analyzy tvrdosti. Vsechny tri metody vedou k zaveru, ze nejvyssi tvrdost vykazuji vzorky nalezajicich se v oblasti skelneho prechodu. (B,C)
Pripravili jsme sesitovane kapalne-krystalicke polyurethany s mesogennimi skupinami v bocnich retezcich tvorene kapalne-krystalickymi dioly, diisokyanaty a trioly. Nalezli jsme teplotni zavislosti kapalne-krystalickych prechodu ze smektickeho do izotropniho stavu v zavislosti na slozeni polymerizacni smesi. Vysvetlili jsme zavislost prubehu situjicich reakci na koncentraci mesogennich skupin a popsali jsme kalorimetricke, dielektricke a dynamicko-mechanicke chovani linearnich polymeru i vytvrzenych siti a projevy kapalne krystalickych prechodu na fyzikalni vlastnosti polymeru a siti. Vysledky objasnily vliv silnych fyzikalnich interakci mesogennich skupin na strukturu a fyzikalni chovani kapalne-krystalickych polyurethanu. (B)
Fosfonatove komplexy s magnetickymi Fe casticemi a navazanou aminoskupinou jsme prevedli na polymerizovatelnou formu reakci aminoskupiny s 3-isopropenyl-?,?-di�methyl�benzyl isokyanatem anebo s akryloyl�chloridem. Naslednou radikalovou kopolymerizaci s methyl�methakrylatem jsme magneticke castice pokryli kovalentne vazanou vrstvou hydrofobniho PMMA a kopolymerizaci s N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidem kovalentne vazanou vrstvou polymeru hydrofilniho. (B, C)
Byly nalezeny nove stabilizujici povlaky superparamagnetickych nanocastic pripravenych srazenim Fe(II) a Fe(III) soli v bazickem prostredi. Povlaky na bazi polyaminokyselin, popr. cukru, umoznily znacit zive bunky nanocasticemi prekvapive podstatne ucinneji nez komercne pouzivana cinidla. Ucinnost znaceni zavisela na molarni hmotnosti poly�amino�kyseliny. Postup modifikace povrchu nanocastic, ktery byl prihlasen k patentove ochrane, prokazal v porovnani s dosud pouzivanym latkami nejen vyssi ucinnost in vitro znaceni ruznych typu, jak lidskych, tak i potkanich, bunek, ale i jejich vyssi zivotaschopnost. Nove nanocastice se tak jevi jako velice slibny material vhodny pro znaceni zejmena kmenovych bunek, ktere maji znacny potencial umoznit, po implantaci do nemocneho organizmu, lecbu nekterych zavaznych onemocneni. (C)
Pripravili jsme homogenni membrany pro palivove clanky na zaklade sulfonovanych aromatickych polymeru a heterogenni membrany, v nichz jsou male castice sulfonovaneho polymeru rozptyleny v matrici z polyolefinu. Heterogenni membrany predci z hlediska stability v agresivnim prostredi vsechny homogenni membrany s vyjimkou perfluorovanych a pritom jsou vyrobne velmi jednoduche. (B, C)
Pripravili jsme serii novych interkalatu fosforecnanu vanadylu s hosty obsahujicimi kyslik jako donorovy atom a interkalatu alfa modifikace dihydrogenfosforecnanu zirkoniciteho s toluidiny. S vyuzitim molekularniho modelovani pomoci programu SUPRAMOL a Cerius2 bylo navrzeno usporadani molekul dimethylsulfoxidu v mezivrstvach prostoru fosforecnanu vanadylu, ktere dobre koresponduje s vysledky praskove RTG strukturni analyzy a s vysledky infracervene spektroskopie. (C)
Pracovnici ustavu prednesli radu prednasek pri letnich praktickych kurzech v Novych Hradech a pri dalsich akcich poradanych v ramci projektu Otevrena veda. V ramci tohoto projektu v laboratorich ustavu pracovalo nekolik studentu gymnazii, kteri pak ziskane vysledky prezentovali na studentskych vedeckych konferencich.
V projektu Ceske televize "Ceske hlavy" vystoupili Z. Krulis (vysledky z oblasti recyklace plastu), M. Slouf (Cesti vedci zlepsuji kloubni nahrady), F. Rypacek, H. Studenovska a K. Mulinkova (vysledky ziskane pri priprave polymernich struktur pro regeneraci kosti), M. Bleha (polymerni membrany). Pracovnici laboratore NMR spektroskopie pevneho stavu prezentovali vysledky ziskane v oblasti NMR krystalografie, prezentovana byla i laboratorni cviceni, ktera pro studenty Gymnazia Nad aleji pripravuji pracovnici ustavu jiz po radu let.
K. Ulbrich se podilel na priprave clanku publikovanych v casopise "21 stoleti", "Rizene strely" (unor 2006), v casopise Respekt "Veda v zemi cernych der" (9. - 14. kveten 2006), v Medical Tribune c. 21 "Co mohou prinest objevy z nanosveta" (19.6.2006) a vystupoval v poradu CT1 "Sama doma" (29.5.2006). S. Nespurek publikoval popularizacni clanek v casopise Pokroky matematiky, fyziky a astronomie. Historicke souvislosti a milniky NMR spektroskopie byly shrnuty v textu "Minulost a soucasnost NMR spektroskopie - pohled do nitra molekul i cloveka", ktery byl prijat k publikaci v casopisu Chemicke listy.
Pro akci "Veda v ulicich" pripravili pracovnici ustavu prezentaci na tema "Nanovlakna pro biomedicinalni aplikace" a prednesli dve prednasky v ramci Tydne vedy a techniky AV CR 2006.
V roce 2006 se uskutecnila premiera dokumentarniho filmu Otto Wichterle zamereneho na historii vynalezu hydrofilnich mekkych kontaktnich cocek, na jehoz priprave se pracovnici ustavu podileli. Producentem filmu byla spolecnost Armada films, ktera ho natacela ve spolupraci s Ceskou televizi a televizi ARTE France. Na zaklade dohody o spolupraci se pracovnici ustavu podili na cinnosti Ceske kontaktologicke spolecnosti.
Pracovnici ustavu pomahali s organizaci odborne konference Masarykovy stredni skoly chemicke, Praha 1, Kremencova, ktera je jiz po radu let poradana v ustavni poslucharne.
S. Kukla ziskal 2. misto v soutezi Cena za chemii 2006 organizovanou Francouzskym velvyslanectvim ve spolupraci s firmou Rhodia pod zastitou J.-M. Lehna, nositele Nobelovy ceny. T. Etrych ziskal Cenu Josefa Hlavky v kategorii mladych vedeckych pracovniku, udelovanou Nadanim Josefa, Marie a Zdenky Hlavkovych (listopad 2006). P. Kratochvilovi byla rektorem VSCHT Praha udelena Medaile Emila Votocka za zasluhy o rozvoj vedy a techniky. J Brus ziskal Premii Otto Wichterle 2006.
V unoru 2006 bylo usporadano tradicni ctyrdenni kolokvium organizovane formou ustavni konference za ucasti hostu ze spolupracujicich organizaci, na kterem byly prezentovany vysledky ziskane pri reseni vyzkumnych projektu v roce 2005. Vedecko-informacni stredisko ustavu organizovalo pravidelne cykly prednasek nasich i mimo�ustavnich pracovniku.
V prubehu roku byl tym V. Cimrove zarazen do Pracovni skupiny specialnich polymeru Oddeleni bioanalogickych a specialnich polymeru, cimz doslo k posileni tematiky eletroluminiscencnich polymeru a jevu v tomto oddeleni a do budoucna byly vytvoreny lepsi podminky pro jeji ucelene reseni.
Ve druhe polovine roku byla znacna cast pracovni kapacity vedoucich pracovniku venovana pripravam na prechod ustavu do kategorie verejnych vyzkumnych instituci.
ISO
WIN ASC
