Наукова робота КМФБН

На кафедрі медичної фізики та біомедичних нанотехнологій проводяться дослідження у наступних основних напрямках:

1. Удосконалення методів ультразвукової медичної діагностики.

  • дослідження механізмів формування ультразвукового відгуку біологічних рідин і тканин у залежності від їх функціонального стану та створення на цій основі нових фізичних моделей методу синтезованої апертури для неінвазивного дослідження серцево-судинної системи;
  • визначення в’язко-пружних властивостей тканин та контролю процесів контрактації м’язів;
  • встановлення спектральних властивостей допплерівського відгуку біологічних рідин і м’яких тканин;
  • розробка моделі спряження механохімічних процесів при контрактації м’язів з особливостями спектрів відгуку та розробка нового методу ультразвукової міографії.

2. З’ясування біофізичних механізмів формування фібрилярних агрегатів білків, пов’язаних із розвитком амілоїдних захворювань у розчині та у мембранних системах:

  • дослідження адсорбційних властивостей амілоїдогенних білків та пептидів;
  • кінетичний аналіз мембрано-опосередкованого фібрилогенезу;
  • розвиток методичних підходів до диференціації різних стадій агрегації білків на поверхні розділу ліпід-вода;
  • вивчення ліпід-індукованих змін конформаційного стану білків та пептидів;
  • дослідження впливу білкових агрегатів на структуру та динаміку ліпідного бішару;
  • визначення структури ліпід-індукованих пре-фібрилярних та фібрилярних агрегатів.

3. Розвиток нових підходів до детектування змін агрегаційного стану білків:

  • розробка нових методів кількісного аналізу ізотерм адсорбції само-асоціюючих мембранозв’язаних лігандів;
  • розвиток моделей індуктивно-резонансного переносу енергії (ІРПЕ) між білковими та ліпідними флуорофорами для випадку фібрилізації білка;
  • розробка нових методичних підходів до оцінки ступеня агрегації білка та визначення структури білкових агрегатів на основі ІРПЕ та гасіння флуоресценції;
  • розробка нових тест-систем для скрінінгу амілоїд-чутливих хромо- та флуорофорів.

4. Пошук нових флуоресцентних маркерів для детектування та структурної характеризації амілоїдних фібрил на основі масштабного скрінінгу новосинтезованих барвників:

  • скрінінг барвників, придатних для детектування білкових агрегатів різних типів, таких як інтермедіати у стані розплавленої глобули, олігомери, сферичні агрегати, протофібрили та зрілі фібрили;
  • розвиток нових флуориметричних підходів до визначення морфологічних особливостей та топологічних трансформацій фібрилярних агрегатів;
  • встановлення кореляції між фотофізичними властивостями зондів та їх специфічністю до фібрилярних агрегатів білків різної морфології;
  • дослідження впливу різноманітних чинників (рН, температури, іонного складу середовища, ліпідної матриці) на спектральні властивостей потенційних амілоїдних маркерів та оптимізація стратегії детектування фібрил;
  • розробка принципово нового методу детектування фібрил на основі вимірювання ІРПЕ між амілоїд-специфічними флуорофорами.

5. Розробка нових анти-амілоїдних стратегій:

  • пошуксполук, здатних інгібувати процес фібрилогенезу білків у водному та ліпідному середовищі;
  • дослідження дії мембранотропних агентів на мембрано-індукований фібрилогенез білків;
  • з'ясування особливостей модуляції біологічної активності білкових фібрил іонами металів, антиоксидантами та лікарськими препаратами.

6. Дослідження амілоїдів як нового класу наноматеріалів:

  • вивчення фізико-хімічних властивостей та стабільності амілоїдних фібрил;
  • дослідження реакційної здатності пре-фібрилярних та фібрилярних білкових агрегатів шляхом вивчення їх взаємодії з нативними білками, ДНК, модельними та природними мембранами;
  • характеризація адгезійних властивостей амілоїдів з метою створення біосумісних тримірних скаффолдів для тканинної інженерії;
  • оцінка можливості інкапсуляції лікарських препаратів в амілоїдні гідрогелі.

7. Створення мультифункціональних ліпосомальних нанопереносників лікарських препаратів:

  • встановлення якісних та кількісних закономірностей взаємодії нових протипухлинних препаратів, координаційних комплексів європію ККЄз ліпосомальними мембранами;
  • розробка ефективних методик включення ККЄ у звичайні та модифіковані амілоїдними гідрогелями ліпідні везикули;
  • оптимізація хімічного складу, заряду, ламелярності, розміру ліпосом, морфології фібрил для забезпечення високого молярного співвідношення ККЄ/ліпід та максимальної колоїдної та хімічної стабільності везикул;
  • оцінка можливості коінкапсуляції ККЄ з гідрофільними антинеопластичними агентами;
  • створення поліфункціональних ліпосомальних систем, що містять довгохвильові флуорофори у якості фотосенсибілізуючих та візуалізуючих агентів.

Кадровий склад кафедри медичної фізики та біомедичних нанотехнологій:

П.І.Б.

h-індекс

Кількість цитувань

Веб-адреса авторського профілю у Scopus

1.

Горбенко Г.П.

18

1262

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7003786313

2.

Трусова В.М.

16

733

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=36897689800

3.

Баранник Є.О.

5

112

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6701545027

4.

Гірник С.А.

3

39

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7801629390

5.

Житняківська О.А.

8

165

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=54880553400

6.

Вус К.О.

6

118

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55081964400

7.

Тарабара У.К.

5

76

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57188682118

8.

Шеіна І.В.

2

6

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=54986176300


Матеріальна база кафедри медичної фізики та біомедичних нанотехнологій:

Спектрофлуориметр “Perkin-Elmer FL-6500”

Спектрофлуориметр “Shimadzu RF-6000”

Спектрофлуориметр “Perkin-Elmer LS-55”

Спектрофотометр “UniSPEC”

Спектрофотометр “Shimadzu UV-2600”

Спектрофотометр “СФ-46”

Також кафедра має люмінесцентний мікроскоп з цифровим відеоокуляром; пристрій для вимірювання електрофоретичної рухливості ліпідних везикул та клітин; ультрацентрифуги; рН-метри TOLEDO, дистилятори, потужний комп’ютер для молекулярно-динамічних розрахунків (на платформі CUDA з використанням програмного пакету GROMACS), тощо.