Ústav chemie přírodních látek

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.

Uplatnění

Absolventi 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

Jazyk výuky	český
Standardní doba studia	4 roky
Forma studia	kombinovaná , prezenční
Garant studia	prof. Ing. Radek Cibulka, Ph.D.
Místo studia	Praha
Kapacita	30 studentů
Kód akreditace (MŠMT kód)	P0531D130072
VŠCHT kód	D105
Počet vypsaných témat	39

Studijní plán

Vypsané disertační práce pro rok 2024/25

Anorganické nosiče aktivních farmaceutických substancí

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	prof. Ing. František Kovanda, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena do oblasti vývoje nových pevných lékových forem. Zabudováním léčiva do nosiče lze významně ovlivnit rychlost jeho uvolnění po aplikaci i stabilitu vůči degradaci. Jako hostitelské struktury budou využity anorganické sloučeniny s vrstevnatou strukturou, zejména podvojné vrstevnaté hydroxidy, které jsou vhodné pro interkalaci složek se záporným nábojem. V práci budou studovány metody přípravy interkalátů, interakce mezi hostitelskou strukturou a léčivy interkalovanými v mezivrství, stabilita interkalovaných léčiv a jejich zpětné uvolnění v simulovaných tělních tekutinách.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Automatizace verifikace krystalové struktury účinných organických látek srovnáním s výsledky DFT výpočtů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace

Tématem práce je testování metod pro ověření správného řešení krystalové struktury srovnáním experimentálních výsledků a výsledků DFT výpočtu. Náplní práce bude optimalizace parametrů DFT výpočtu pro tento úkol a vývoj softwaru pro automatizaci metody.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Cílená radioterapie pro léćbu ypoxických nádorů.

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Léčba hypoxických nádorů je komplikovaná kvůli vyšší radio /chemorezistenci vedoucí k následně nižšímu klinickému výsledku léčby. Navrhovaný projekt se zabývá novým konceptem samouspořádaných polymerních radiosenzibilizátorů k překonání problému nízké citlivosti hypoxických nádorů na radioterapii. Navrhovaný přístup je založen na ovlivnení radiosenzitivity hypoxické nádorové tkáně dopravou prekurzorů reaktivních forem kyslíku (ROS) cílenou na hypoxii, jakož i na selektivním rozkladu peroxidu vodíku v hypoxické tkáni ovlivňujícím systém HIF-1 alfa. Navrhovaný koncept využívá biokompatibilní nosiče na bázi hydrofilních biokompatibilních polymerů s nitroaromáty cílícími na hypoxickou tkáň. Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická charakterizace a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic citlivých na více podnětů současně konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované systémy budou určeny pro diagnostiku a cílenou terapii nádorových onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Design, syntéza a technologický transfer iontově-výměnných stacionárních fází pro HPLC: od základního výzkumu k farmaceutické praxi

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Ing. Michal Kohout, Ph.D.

Anotace

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) je bezpochyby nejpoužívanější metodou pro finální čištění většiny aktivních farmaceutických substancí. Ačkoli tato technologie zaznamenala v posledních letech značný rozvoj, separace ionizovaných a ionizovatelných sloučenin je stále obtížná. Hlavní pokrok v separaci nabitých sloučenin pak zůstává typicky v akademické sféře a nové poznatky nejsou využívány v praxi. Disertační práce zahrnuje komplexní proces výzkumu a vývoje nové rodiny tzv. brush-type stacionárních fází s organickými selektory pracujícími na principu iontové výměny, které jsou určeny pro chirální / achirální separace ionizovaných a ionizovatelných sloučenin. Student/ka připraví nové katexy (CX), anexy (WX) a zwitteriontové ionexy (ZX) odvozené od přírodních látek (chinovníkové alkaloidy, aminokyseliny atd.). Připravené selektory pak následně imobilizuje na silikagel a otestuje jejich účinnost pro separaci různých typů sloučenin (např. aminokyseliny, organické kyseliny, bazická léčiva, krátké peptidy). Ve spolupráci s naší laboratorní spin-off společností Galochrom s.r.o. pak budou zvoleny stacionární fáze s nejlepšími separačními vlastnostmi. Syntéza těchto vybraných stacionárních fází bude převedena do průmyslového měřítka a připravené stacionární fáze budou uvedeny na trh v rámci produktového portfolia Galochrom s.r.o. V případě této disertační práce tak lze předpokládat přímý inovativní dopad, a to především na farmaceutický průmysl.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Heterogenita povrchové energie partikulárních látek

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	Ing. Jan Patera, Ph.D.

Anotace

Volná 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

Chirální plazmon-aktivní nanostruktury pro bioaplikace

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	doc. Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Chytré antimikrobiální materiály

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Identifikace chirality farmaceutických molekul z práškových difrakčních dat

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	doc. Dr. Ing. Michal Hušák

Anotace

Farmaceuticky významné látky často nejsou k dispozici ve formě monokrystalů, nutných pro vyřešení struktury a identifikaci chirality molekuly. Alternativou je zde řešení struktury z prášku – to ale ve standardní formě neumožňuje chiralitu určit. Námětem práce bude příprava solí a kokrystalů využívajících přidání látky se známou chiralitou. Chiralitu výsledné struktury je pak možné kalibrovat na základě známé chirality její části.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Inhalovatelné nanokrystaly léčiv pro systémové doručování

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Školitel:	Ing. Denisa Lizoňová, Ph.D.

Anotace

Tento doktorský projekt se zaměří na návrh, přípravu a optimalizaci procesu výroby aerosolových nanokrystalů léčiv jako slibné strategie pro systémové podávání špatně rozpustných nízkomolekulárních léčiv inhalační cestou. S primárním důrazem na přípravu nanokrystalů a aerosolizaci je cílem výzkumu vyvinout účinné techniky pro výrobu inhalovatelných lékových nanokrystalů. Studie bude zkoumat různé metody přípravy nanokrystalů (mokré mletí, kontinuální srážení) a hodnotit jejich účinnost při výrobě stabilních monodisperzních nanokrystalů, které umožňují lepší rozpouštění léčiv, a tím i vyšší biologickou dostupnost. Kromě toho se výzkum zaměří na vývoj a validaci aerosolizačních zařízení pro zajištění optimálního podávání nanokrystalů léčiv. Tímto výzkumem se disertační práce snaží přispět k rozvoji neinvazivních metod podávání léčiv, což v konečném důsledku usnadní zavedení nových terapeutických látek do klinické praxe. Student si osvojí techniky přípravy a charakterizace nanokrystalů, přípravy a charakterizace aerosolů a další metody nezbytné pro výzkumný projekt. Kromě toho bude mít student možnost spolupracovat v rámci multidisciplinárního výzkumného týmu a prezentovat a publikovat svůj výzkum

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Interakce buněk s periodickými nano- a mikrostrukturovanými povrchy

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Kinetické, termodynamické a strukturní aspekty tvorby pevných disperzí léčiv s vysokým bodem tání

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Léčiva s vysokým bodem tání představují výzvu při formulaci amorfních pevných disperzí, např. tuhých roztoků s polymery, protože s ohledem na chemickou stabilitu léčiva i polymeru není možné bezpečně dosáhnout teploty vzniku eutektické taveniny. Pevné disperze tak vznikají v podstatě rozpouštěním pevného léčiva v tavenině polymeru, což vytváří jednak požadavky na dobu zdržení a promíchávání v roztaveném stavu a také požadavky na kompatibilitu léčiv a koformerů kvůli zabránění nežádoucí krystalizaci léčiva v hotovém produktu. Práce se proto bude věnovat hodnocení kompatibility léčiv a koformerů výpočetními i experimentálními metodami, stabilitě disperzí v závislosti na jejich složení a kinetice rozpouštění léčiva v polymerní tavenině. Tato hlavní osa bude doplněna studiem aplikačních vlastností připravených formulací s případnou podporou průmyslového partnera. Práce předpokládá výrazný podíl vedení partnerského pracoviště FHNW Basel.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Modulární syntéza dendritických nosičů léčiv pro využití v regenerativní medicíně

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Tomáš Strašák, Ph.D.

Anotace

Tématem 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

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	doc. Ing. Eliška Vyskočilová, Ph.D.

Anotace

Esenciální 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

Návrh a syntéza nových modulátorů transkripčních faktorů

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	Ing. Petra Cuřínová, Ph.D.

Anotace

Transkripční faktory se účastní většiny buněčných procesů, čímž představují zajímavou skupiny terapeutických cílů. Tento projekt je zaměřený na využití technik počítačového modelování pro návrh nových modulátorů transkripřních faktorů. Slibné struktury pak budou připraveny v naší laboratoři a po purifikavi a charakterizaci odeslány k biologickému hodnocení našim mezinárodním partnerům.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Nový koncept zlepšení cílení polymerních konjugátů pro dopravu léčiv do mozku

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Jiří Pánek, Ph.D.

Anotace

Tématem dizertační práce je koncepčně nový systém pro inhibici glutamát karboxypeptidázy II (GCP II) v mozku jako terapeutický nástroj pro potlačení glutamátové toxicity a následného sekundárního poškození způsobeného zánětlivou reakcí po ischemickém, hemoragickém nebo traumatickém poškození mozku (které obvykle poškozují mozek a míchu více než primární poranění a jsou důvodem, proč se nervové poškození často zhoršuje během několika dní po prvním výskytu příznaků). Dopravní systém bude modifikovat nepříznivé hydrofilní vlastnosti inhibitorů GCP II, které samy nemohou překročit hematoencefalickou bariéru (BBB). Dopravní systém také zvýší účinnost inhibitoru tím, že vytvoří multivalentní fyzikálně samouspořádané, biokompatibilní, polymerem pokryté pevné lipidové nanočástice. Nanočástice obsahující inhibitor se po překročení BBB, který je zprostředkovaný apolipoproteinem E, rozpadnou a inhibitor vázaný na polymer se vratně zakotví do membrány v blízkosti membránového enzymu GCP II. Očekává se, že toto zakotvení do membrány bude obecně použitelný koncept pro cílení též jiných enzymů nebo receptorů než GCP II.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Pěstování monokrystalů a strukturní analýza vícekomponentních krystalů

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Vícekomponentní 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

Pokročilé baktericidní povlaky s dlouhodobým účinkem

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	prof. Ing. Jakub Siegel, Ph.D.

Anotace

Vědecký úkol zaměřený na optimalizaci ukotvenín kovových nanočástic na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální metody založené na interakci částic s laserovým zářením. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha a Fyziologickým ústavem AV ČR.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé ceramidové formulace pro obnovu kožní bariéry

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Ceramidy jsou základní lipidickou složkou kožní bariéry. Řada onemocnění kůže, např. atopická dermatitida či lupénka, je spojena s poruchou jejich tvorby a nižší hladinou ve stratum corneum, nejsvrchnější vrstvě kůže. Jednoduché topické podání ceramidů do kožní bariéry jeví ovšem základní problém – minimální biologickou dostupnost do kůže. Proto je vhodné vyvíjet pokročilé typy formulací na bázi nanočástic cílící ceramidy přímo do kožní bariéry. Cílem této práce, která bude probíhat ve spolupráci se zahraničním partnerem, bude vývoj nanočásticových formulací s nově syntetizovanými typy ceramidů. Budou hledány optimální procesní postupy a složení, testována stabilita systémů a možnosti pro scale-up. Účinnost formulací bude studována in vitro na buněčných kulturách a ex vivo na izolované kůži. Pro sledování mechanismu účinku formulací budou použity biofyzikální techniky pro charakterizaci interakcí formulací s kožní bariérou. Nejlepší formulace budou podrobeny in vivo testům na zvířecích modelech.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Pokročilé materiály pro přípravu zeleného vodíku

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Polymerní koloidy jako speciální nosiče pro transport biologicky aktivních látek nosní dutinou

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	Ing. Michal Babič, Ph.D.

Anotace

Projekt je zaměřen na vývoj, syntézu a charakterizaci nových polymerních částic v koloidní formě pro terapeutické a diagnostické účely prostřednictvím podání do nosu. Částice budou připravovány technikami heterogenních polymerací (disperzní, popřípadě srážecí) a hlavní polymerační reakce bude založena na mechanismu aromatické substituce. Jako monomery budou využity bioanalogické látky odvozené od aromatických struktur rostlinného i živočišného původu. Bude studován vliv reakčních podmínek na morfologii a složení polymerních částic a další fyzikálně chemické parametry určující chování polymerních částic v biologických prostředích. Následně budou částice derivatizovány za účelem jejich detekce pomocí zobrazovacích preklinických metod tak, aby bylo možné sledovat jejich biodistribuci distribuci a farmakokinetiky po intranasálním podání. Biologické testování částic bude prováděno na spolupracujících pracovištích UEM AV ČR a 1. LF UK. Cílem této spolupráce je popsat, jak složení a morfologie částic z nových typů polymerů ovlivňuje mechanismus jednotlivých typů intranasálního přenosu dále do organismu. Řešitelským pracovištěm budou laboratoře ÚMCH v biotechnologickém centru BIOCEV.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Polymerní nosiče pro léčbu mozkové mrtvice

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Petr Chytil, Ph.D.

Anotace

Léčba mozkové mrtvice, která je jednou z nejsmrtelnějších chorob, se v posledních letech výrazně zlepšila. Farmakologická léčba, tj. intravenózní trombolýza, zůstane i nadále základním kamenem léčby akutní mrtvice. Bohužel množství vhodných a účinných trombolytik je stále omezené. Potenciál pro zlepšení léčby je proto značný, zejména při použití polymerních nosičů. Polymerní nosiče jsou netoxické, neimunogenní a biokompatibilní polymerní materiály umožňující cílení a řízené uvolňování biologicky aktivních sloučenin v léčené tkáni, a tím minimalizují vedlejší účinky nesených aktivních látek. Téma doktorského projektu bude spočívat v syntéze a studiu vlastností na míru vyrobených polymerních nosičů trombolytik. Téma je vhodné pro absolventy chemie, případně farmacie. Student získá nové dovednosti v syntéze a metodách charakterizace a může se podílet na biologické charakterizaci. Nabízíme zajímavou a pestrou práci v zavedeném týmu Biolékařských polymerů, poskytující kvalitní přístrojové a materiální zázemí.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Příprava inhibitorů komplexu Arp2/3

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D.

Anotace

Migrastatika představují nový přístup k léčbě nádorových onemocnění. Jejich cílem je zabránit metastázování nádorových buněk. Jedním z vhodných cílů pro vývoj migrastatik je proteinový komplex Arp2/3, který iniciuje polymerizaci aktinu v místech větvení mikrofilament. V rámci práce budou na základě dat z virtuálního screeningu připraveny inhibitory komplexu Arp2/3. Bude studován vztah mezi jejich strukturou a aktivitou a budou dále optimalizovány jejich farmakologické vlastnosti.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava inhibitorů transkripčních faktorů ovlivňujících metabolická onemocnění

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	Mgr. et Mgr. Pavla Perlíková, Ph.D.

Anotace

Transkripční faktory hrají důležitou roli v regulaci genové exprese. Deregulace syntézy klíčových proteinů vede k celé řadě metabolických onemocnění. Cílem práce je využít racionální návrh léčiv a připravit vhodné inhibitory vybraných transkripčních faktorů a další studium vztahu jejich aktivity na struktuře.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Příprava krystalů organických materiálů na bázi léčiv a charakterizace jejich vlastností

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek
Školitel:	Ing. Jan Čejka, Ph.D.

Anotace

Téma 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

Příprava substrátů pro tkáňové inženýrství cév a kůže

Garantující pracoviště:	Ústav inženýrství pevných látek
Školitel:	Ing. Nikola Slepičková Kasálková, Ph.D.

Anotace

Cílem této práce je rozšířit hranice regenerativní medicíny, multidisciplinárního oboru, který se zabývá obnovou nebo nahrazením poškozených tkání a orgánů. Hlavním úkolem bude vývoj a hodnocení nových substrátů pro tkáňové inženýrství zaměřené na obnovu tkáně, kterou nelze standardními metodami léčit či tkáně s omezenou schopností regenerace. Bude se jednat především o substráty pro náhrady malých cév a léčbu chronických ran.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, FCHT, VŠCHT Praha

Radioaktivní a fluorescenční značení polymerů a nanočástic pro medicínu a preklinické testování

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	RNDr. Jan Kučka, Ph.D.

Anotace

Tato doktorská práce se zaměřuje na vývoj a optimalizaci značení polymerů a nanočástic pro medicínu a biologické testování. Značení umožňuje sledování v organismu a poskytuje informace pro terapii a další biologické testování.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Rekonstrukce krystalových struktur na základě známých intermolekulárních interakcí

Garantující pracoviště:	Ústav chemie pevných látek Centrální laboratoře
Školitel:	Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout softwarový nástroj pro vytváření návrhu možných 3D struktur na základě empiricky stanovených i předpokládaných interkací mezi molekulami v mikrokrystalickém, polykrystalickém či amorfním materiálu. Software bude sloužit pro identifikaci různých pevnofázových forem dané farmaceutické substance.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Centrální laboratoře

Samočistící antibiofilmové polymerní povrchy

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Tvorba bakteriálních biofilmů je jedním z hlavních problémů současného biomedicínského výzkumu. V těle se takové biofilmy vytvářejí na povrchu zdravotnických prostředků, například kloubních protéz nebo srdečních chlopní, kde způsobují zánět a chronické infekce. Cílem tohoto projektu je vyvinout novou třídu inteligentních samočistících antibiofilmových polymerních povrchů, založených na poly(2-alkyl-2-oxazolinech), které jsou pro proteiny neadhezivní a současně jsou schopné aktivně katalyticky zabránit tvorbě biofilmu ve velmi dlouhodobém horizontu. Práce na projektu zahrnuje syntézu polymerů, přípravu povrchů a studium jejich fyzikálně-chemických vlastností. Kromě toho budou vybrané povrchy testovány in vitro a in vivo ve spolupráci s biology.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Sledování a predikce dezintegračního chování tablet s využitím texturní analýzy

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Kinetika dezintegrace tablet je určujícím krokem pro jejich celkové disoluční chování, protože určuje velikost a specifický povrch fragmentů vznikajících při jejich rozpadu. Tato kinetika závisí na rychlosti pronikání disolučního média do mikrostruktury tablety, a to jak do pórů, tak do bobtnavých složek tablety a dále na schopnosti pochodů vnitřního rozpouštění a bobtnání narušit její soudržnost. Cílem této práce je studovat kinetiku absorpce vody do tablety do tablety v závislosti na jejím složení a mikrostruktuře prostřednictvím texturní analýzy a mikroskopických měření, studovat odolnost tablety vůči erozním vlivům v závislosti na množství absorbované kapaliny a velikost fragmentů, vytvářených v důsledku těchto pochodů. Získané poznatky by pak měly být využity ke tvorbě plně nebo částečně prediktivního modelu, schopného předpovídat desintegrační chování na základě mikrostruktury tablety a fyzikálních vlastností jejích složek.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Stabilita interaktivních směsí a jejich využití pro podávání léčiv

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Interaktivní směsi představují samouspořádávající se systémy částic typu nosič-host, které se utvářejí v důsledku preferenčních mezipovrchových interakcí. Kromě známého využití v práškových inhalátorech mohou nalézt využití i v dalších oblastech podávání léčiv, např. pro zvýšení rozpouštěcí rychlosti léčiv špatně rozpustných. Cílem této práce bude studovat mezipovrchové interakce částic pomocí měření povrchové energie, mikroskopie atomárních sil, centrifugační metody, definovat podmínky stability interaktivních agregátů na bázi takto měřených vlastností a nalézt způsob cíleného návrhu stabilní interaktivní směsi pro konkrétní léčivo.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Studium stability API ve směsích s ohledem na jejich procesní zpracování a složení

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	Ing. Jan Patera, Ph.D.

Anotace

Stabilita léčiva je jedním z kvalitativních fundamentálních atributů, které musí být hodnoceny v rámci výzkumu a vývoje léčivého přípravku. Bez dostatečných informacích o stabilitě léčiva není možné získat potvrzení o registraci a uvést přípravek na trh. Na začátku vývoje je investováno značné úsilí pro výběr optimální formy API pro další navazující vývojové kroky. Pochopení stability zvolené formy API je důležité pro vhodnou volbu výrobních procesů a zajištění kvality hotových výrobků. Náplní práce bude studium jak chemické, tak i fyzikální stability různých API z hlediska složení formulace a typu přípravy směsí, resp. procesního zpracování.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Supramolekulární polymerní systémy citlivé na vnější podněty pro biomedicínské aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav polymerů Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.
Školitel:	doc. Mgr. Martin Hrubý, Ph.D., DSc.

Anotace

Samouspořádání (makro)molekul je základem architektury živých organismů. Supramolekulární systémy mají klíčové vlastnosti závislé právě na samouspořádání a nalézají uplatnění především v oblasti biomedicínských aplikací, zejména pokud jsou schopné reverzibilně reagovat na vnější podněty (změny pH, světla, redoxpotenciálu, ultrazvuku, teploty, nebo přítomnosti některých látek). Náplní dizertační práce je chemická syntéza, fyzikálně-chemická příprava a studium samouspořádání u multiresponzivních nanočástic a injikovatelných depotních systémů citlivých na více podnětů současně (změny pH, redoxpotenciálu a teploty); konkrétní zaměření bude brát v úvahu zájmy studenta. Studované nanočástice budou určeny pro diagnostiku a cílenou personalizovanou imunoradioterapii a imunochemoterapii nádorových a autoimunitních onemocnění. Optimalizované nanočástice budou poté poskytnuty spolupracujícím biologickým pracovištím k testování pro reálné aplikace.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav makromoleklární chemie AV ČR, v. v. i.

Syntéza nových proteinových degradérů jakožto antivirotik

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie
Školitel:	prof. Andrea Brancale, Ph.D.

Anotace

Proteinové degradéry, jako jsou PROTAC a molecular glues, představují velmi účinnou strategií při vývoji nových terapeutických látek. Tento projekt je zaměřený na použití tohoto přístupu při návrhu nových, inovativních antivirotik.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické chemie, FCHT, VŠCHT Praha

Technologické aspekty formulace léčiv do polymerních pevných disperzí

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	prof. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Anotace

Cílem této práce bude studium uvolňování léčivých látek z lékových forem které zahrnují pevné polymerní disperze. Takové formulace mají zpravidla dobře definovanou strukturu a uvolňování léčivé látky lze studovat jak klasickými disolučními metodami, tak i technikou zdálivé pravé disoluce. V lékové formě tohoto typu se při disoluci vytváří několik postupujících front, které odpovídají průniku kapaliny, vyluhování léčiva a erozi zbytkové matrice. Tyto pochody lze popsat pomocí difuzně erozních modelů, které umožní určit rychlost určující kroky a stanovit jejich charakteristické rychlosti, což lze dále využít pro návrh lékových forem s řízeným uvolňováním.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Využití povrchové energie jako nástroje pro formulační aplikace

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	Ing. Tereza Školáková, Ph.D.

Anotace

Farmaceutické 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 a využití pokročilých in vitro modelů pro inhalační podávání léků

Garantující pracoviště:	Ústav chemického inženýrství
Školitel:	Ing. Denisa Lizoňová, Ph.D.

Anotace

Hlavním cílem tohoto doktorského projektu je vyvinout vysoce organizované modely buněčných kultur lidského dýchacího ústrojí, které lze využít pro studium systémového podávání léků inhalační cestou. Specifické cíle: 1. Vývoj in vitro modelu alveolárního rozhraní vzduch-kapalina s využitím alveolárních buněčných linií ke studiu absorpce léčiv a translokace částic přes alveolární bariéru plic. 2. Vytvoření in vitro tracheobronchiálního (TB) modelu s použitím epiteliálních buněčných TB linií ke studiu prostupu a retence nanokrystalů léčiv v mukusálních bariérách. 3. Charakterizace absorpce, translokace a penetrační vlastnosti aerosolovaných nanokrystalů léčiv pomocí vyvinutých plicních modelů in vitro. 4. Pomocí získaných informací - optimalizace velikosti nanokrystalů a chemie jejich povrchu (ve spolupráci s dalšími členy výzkumného týmu) s cílem zvýšit absorpci léčiva, minimalizovat jeho vychytávání makrofágy a zlepšit penetraci mukusem pro účinné systémové podání. Kromě samotného výzkumu bude mít student možnost spolupracovat v rámci multidisciplinárního výzkumného týmu a prezentovat a publikovat svůj výzkum.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj membránových modelů pro predikci permeability léčiv

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Základním krokem absorpce léčiv do organismu je jejich permeace přes buněčnou membránu. Studovat tento jev na komplexních orgánových systémech je však složité. Cílem této disertační práce bude zavedení umělých lipidových membránových modelů, které budou použity pro in vitro studium permeace léčiv. Budou vyvíjeny různé typy lipidových systémů napodobujících strukturu biologických membrán vybraných tkání (střevní lumen, sublinguální, dermální tkáň a jiné). Membrány budou podrobně charakterizovány na molekulární úrovni pomocí biofyzikálních metod (SAXS, FTIR, Ramanova spektroskopie, AFM a další). Na membránách bude dále studována kinetika permeace pro sérii aktivních látek o různých fyzikálně-chemických vlastnostech. Získaná data budou korelována se složitějšími in vitro buněčným modely a modely ex vivo. Ve spolupráci bude rovněž aplikována korelace s modely in silico. Hlavním výstupem projektu budou validní modelové systémy, které budou mít potenciál pro predikci permeačního chování léčiv ve složitějším biologickém prostředí.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha

Vývoj metodiky pro analýzu stopového množství farmakologických přípravků pomocí pokročilých spektroskopických technik

Garantující pracoviště:	Ústav fyzikální chemie
Školitel:	Ing. Marcela Dendisová, Ph.D.

Anotace

V přírodě, a hlavně v odpadních vodách, se vyskytuje čím dál větší množství residuí farmakologických přípravků, jako jsou hormonální přípravky, antibiotika, výživové doplňky a jiné. Jejich rostoucí množství má neblahý vliv na životní prostředí a je tudíž zapotřebí najít spolehlivý nástroj pro jejich detekci a analýzu. K tomu mohou sloužit metody povrchem zesílené vibrační spektroskopie, které jsou využívány pro detekci látek o nízkých koncentracích. Před využitím těchto metod v praxi je zapotřebí studovat adsorpční procesy daných farmakologických látek s využitím technik povrchem-zesílené vibrační spektroskopie, zahrnující Ramanův rozptyl a infračervenou absorpci. Dalším krokem je využití technik blízkého pole založených na mikroskopii skenující sondou. Tyto techniky umožňují sledovat optickou odezvu v závislosti na experimentálních podmínkách (materiál substrátu, energie budícího záření, morfologie povrchu, …) a nalézt optimální podmínky pro jejich detekci.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fyzikální chemie, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj nanočásticových formulací pro cílení rakoviny kůže

Garantující pracoviště:	Ústav organické technologie
Školitel:	doc. Mgr. Jarmila Zbytovská, Dr. rer. nat.

Anotace

Nádory kůže jsou diagnostikovány se stále rostoucí incidencí. V současnosti je topická terapie značně omezena nízkou biologickou dostupností cytostaticky aktivních látek do kůže. Cílem této práce je vývoj nanočásticových systémů (např. lipozomy, lipidové a polymerní nanočástice) a sledování jejich možností pro cílení léčiv do nádorů kůže. Budou připraveny a charakterizovány nanonosiče obsahující aktivní látky pro terapii kancerózních a prekancerózních stavů. In vitro a ex vivo bude studována jejich schopnost doručovat léčivo přes bariéru kůže a interakce s rakovinnými buňkami. Procesní příprava nejslibnějších systémů bude optimalizována pro in vivo pokusy na myších modelech, kde bude sledován transport léčiva/nanočástice v mikroprostředí nádoru a kinetika uvolňování léčiva. Výsledky práce přispějí k základnímu porozumění vztahů mezi jednotlivými nanoformulacemi, jejich vlastnostmi a biologickými účinky na nádorovou tkáň.

kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha