saqarTvelos agraruli universiteti

qimiisa da molekuluri inJineriis

instituti

დაარსების თარიღი: მაისი, 2013

ინსტიტუტის დასახელება შემოთავაზებულია ბატონ კახა ბენდუქიძის მიერ

კვლევების დაწყება: მარტი, 2014

institutis misia

1) ფუნდამენტური და გამოყენებითი კვლევებიბუნებრივი ამინომჟავების საფუძველზე მიღებული ბიოსამედიცინო

დანიშნულების ბიოდეგრადირებადი პოლიმერების დარგში

2) ჩართულობა სასწავლო პროცესში

3) მცირე წარმოების ორგანიზება

4

grantebiT SeZenili xelsawyoebis ნაწილი

24-Jan-17 5

ra aris biodegradirebadi polimeri ?

mdgradi makromolekula

biodaSladi makromolekula

labiluri qimiuri bma

6

საჭმლის მომნელებებლი სისტემა

მექანიზმი: ბუნებრივი წარმოშობის პოლიმერების ჰიდროლიზი ფერმენტებისზემოქმედებით

ბუნებრივი წარმოშობის პოლიმერები:

• ცილები

• პოლისაქარიდები

• ნუკლეინის მჟავები

+

საკვები შედგება ბუნებრივი წარმოშობის ბიოდეგრადირებადიპოლიმერებისაგან

7

სამედიცინო დანიშნულების ბიოდეგრადირებადი პოლიმერები

ბიოდეგრადაციის მექანიზმი: ჰიდროლიზი (ძირითადად) ფერმენტებისზემოქმედებით ან ქიმიური ჰიდროლიზი

იმპლანტაცია ანადმინისტრირება საჭმლის

მომნელებელი სისტემისგარეთ

დროებითი (განწოვადი) ქირურგიული მასალები და ფარმაცევტულიპრეპარატები (წამლის გამოყოფის/მიწოდების სისტემები)

ჩვენი კვლევის ობიექტია სინთეზური ბიოდეგრადირებადი პოლიმერებიბიოსამედიცინო გამოყენებისათვის

8

sinTezuri biodegradirebadi polimerebis

gamoyenebis ZiriTadi sferoebia:

• biomedicina

• kvebis mrewveloba

• soflis meurneoba

• garemos dacva

9

პოლიმერი გამოყენება

კოლაგენი • ქირურგიული ძაფი• ჭრილობის საფარი• კოსმეტიკური ქირურგია

ჰიალურონის მჟავა • კოსმეტიკური ქირურგია

პოლისაქარიდები • იმობილიზებული ფერმენტები• წამლის მიმწოდებელი სისტემები

ბაქტერიული პოლიესტერები(პოლი-β-ჰიდროქსიბუტირატები)

• ქირურგიული მასალები• გარემოს დამზოგი მასალები

ბუნებრივი წარმოშობის ბიოდეგრადირებადი პოლიმერები და მათიგამოყენება მედიცინაში&

კვლევების ძირითადი მიმართულება

ახალი სინთეზური ბიოდეგრადირებადი

მაკრომოლეკულური სისტემები ბუნებრივი

ამინომჟავების საფუძველზე

(AABBPs)

11

AABBPs ძირითადი „საშენი ბლოკები“:

a-ამინომჟავები ალიფატურიდიოლები

ალიფატურიდიკარბომჟავები

ნახშირმჟავა(ტრიფოსგენი)

ყველა საშენი ბლოკი არის იაფი და ფართედ ხელმისაწვდომი

12

AABBPs სამი ძირითადი კლასი, მიღებული ზემოთ აღნიშნული საშენიბლოკებისგან:

საშენი ბლოკების და პოლიმერების კლასების მრავალფეროვნება AABBPs -სთვისებების ფართო ზღვრებში ვარირების საშუალებას იძლევა

სამი ვარიაბელური საშენი ბლოკი

პოლიესტერამიდები

სამი ვარიაბელური საშენი ბლოკი

a-ამინომჟავა ალიფატური დიოლი ალიფატური დიმჟავა

პოლიესტერურეთანები

პოლიესტერშარდოვანები

ორი ვარიაბელური საშენი ბლოკი

a-ამინომჟავა ალიფატური დიოლი ნახშირმჟავა

a-ამინომჟავა ნახშირმჟავაალიფატური დიოლი -1 ალიფატური დიოლი-2

13

ეთანოლის ხსნარი

სკაფოლდი უჯრედების კლონირებისათვის

ელექტროდართული ნანობოჭკოები

ნანონაწილაკები

მიკროსფეროები

ვასკულარული სტენტის საფარი

Elastic films High-strength materialsEthanol solution Viscous-flow mass –injectable materials

მრავალმიზნობრივი ბიოსამედიცინო მასალები AABBPsსაფუძველზე

ბლანტდენადი მასა ჭრილობის საფარი ძვლის შემცვლელიეთანოლის ხსნარი

14

AABBPs

tramsfeqciis

agentebi

qirurg.

nakeTob.

safari

xrtilbis

Camnacvleb

lebi

wamlis

gamoyofis

sistemebi

wamlis

miwodebis

sistemebi

blant-denadi

masalebi

skafoldebi

sprei

Zvlis

Camnacvleb

lebi

mikro

sferoebi

Nnano

nawilakebi

Wrilobis

safari

masala

mciretonaJiani

mecnierebatevadi

energo- da

resursdamzogi

ekologiurad

sufTa

mravalmiliardiani

bazari

prestiJuli

produqcia

პოტენციური ბიოსამედიცინო მასალები AABBPs საფუძველზე

ადრეული მიღწევები,დანერგილი მასალები

საქართველოში, შპს ნეოფარმი :

• ფაგობიოდერმი - ჭრილობის საფარი აფსკები (ხელოვნური კანი)

• კოლადერმი - ჭრილობის საფარი სპრეი

• მიკოდერმი - სოკოსსაწინააღმდეგო სპრეი

• მედიგელი - დიკლოფენაკის შემცველი სააპლიკაციო გელი

დანერგილი მასალები

17

K. Markoishvili, R.Katsarava, J.G.Morris et al., Intern. J. Dermatology, 41, 453 (2002).

ტროფიკული წყლული

D. Jikia, N.Chxaidze, E.Imadashvili, R.Katsarava, J.G.Morris et al., Clinical and Experimental Dermatology, 30, 233 (2005).

რადიაციული დამწვრობა

მკურნალობა ფაგობიოდერმის ფირები თ

დანერგილი მასალები

ალფრედ გ., 39 წ., კანადა 18

ტროფიკული წყლული

მკურნალობა ფაგობიოდერმის ფხვნილით

დანერგილი მასალები

მკურნალობა კოლადერმით (ეთანოლის ხსნარი, სპრეი)

19

დანერგილი მასალები

საზღვარგარეთ: • MediVas, LLC, San Diego, CA, USA: წამლით დატვირთული ვასკულარული

სტენტის საფარი და წამლის მიმწოდებელი სისტემები;

• DSM, Holland /Svelte Medical Systems, USA: წამლით დატვირთულივასკულარული სტენტის საფარი და წამლის მიმწოდებელი სისტემები;(US Patents: 6,503,538; 7,304,122; 7,408,018).

• Intralytix, Inc., Baltimore, MD, USA: პოლიმერული ნარევები წამლის მიმნწოდებელი ბიოკომპოზიტებისათვის;

• SurModics,LLC, Minneapolis, MN, USA: წამლით დატვირთულივასკულარული სტენტის საფარი (U.S. Patent No. 6,703,040);

• Abbot Vascular, Abbot Laboratories, Santa Clara, CA, USA: წამლით დატვირთულივასკულარული სტენტის საფარი ;

• Phagelux, LLC, Shanghai, Montreal and Salt lake city, UT: ბიოდეგრადირებადიპოლიმერული კომპოზიტები ბაქტერიოფაგების მიწოდებისათვის

დანერგილი მასალები

ახალი კვლევები

მიმდინარე კვლევები - ძირითადი მიმართულება

ახალი AABBP-ების სინთეზი, ახალი სისტემები/მასალები AABBP-ების საფუძველზე

ამჟამად კვლევები ვითარება 4 ძირითადი მიმართულებით:

(i) დისპერსული სისტემები

(ii) კატიონური პოლიმერები

(iii) პოლიმერების კლიკ-სინთეზი

(iv) ხელოვნური ორგანოები

(i) ბიოდეგრადირებადი დისპერსული სისტემები

ინტერესი პოლიმერული დისპერსული სისტემების მიმართ გამოწვეულია მათი

მაღალი ბიოსამედიცინო პოტენციალით როგორც წამლის გადამტანი (მათ შორის

ბიობარიერების დამძლევი) და დამიზნული მოქმედების ეფექტური სისტემები,

ბიოაქტიურ ნაერთთა დეპო (უჯრედების ზრდის მხარდაჭერის მიზნით), ასევე

ქირურგიული დანიშნულების სამკურნალო ნაკეთობანი (ჭრილობების საფარად და

რეგენერაციისათვის ).

განსაკუთრებით პერსპექტულია დისპერსული სისტემები, რომელთაც გააჩნიათ ბიოდეგრადაციის უნარი

კვლევების შედეგები

• ნანონაწილაკები

• ელექტროდართულინანო/მიკრო ბოჭკოები

• მიკროსფეროები

• ფოროვანი ფირები

ბიოდეგრადირებადი დისპერსული სისტემები

კვლევების შედეგები

კვლევები წარმოებს ოფთალმოლოგიაში წამლის ინტრავიტრეალურიადმინისტრირებისათვის. შესწავლილია სასურველი ზომის ნანონაწილაკების მიღებისოპტიმალური პირობები, მათი ციტოშეთავსებადობა., დადგენილია ყველაზე პერსპექტულიAABBP.

დისპერსული სისტემები: ნანონაწილაკები

ნანონაწილაკებისმიკროფოტოგრაფია

ნანონაწილაკების ციტოშეტავსებადობა სვადასხვაუჯრედების მიმართ: (A) HeLa. (B) Hepa1-6, (C) A549, (D)RAW264.7

კვლევების შედეგები

დისპერსული სისტემები - ელექტროდართული ნანო/მიკრობოჭკოებიჭრილობის ეფექტური საფარი

აქტიურად ვთანამშრომლობთ ბარსელონას ტექნიკურ უნივერსიტეტთან

ბაქტერიოფაგების შემცველი ელექტროდართული მიკრობოჭკოები

გამოყენება დამწვრობის სამკურნალოდ (ლიტ. მონაცემები)

კვლევების შედეგები

დისპერსული სისტემები: მიკრო სფეროები

წამლის (ღეროვანი უჯრედების ზრდის ფაქტორის) გამოყოფამიკროსფეროებიდან

T. Memanishvili, N. Kupatadze, D. Tugushi, R. Katsarava, S. Wattananit, N.Hara, D. Tornero, Z. Kokaia. Biomed. Mater. 11, 025011. (2016).

კვლევების შედეგები

დისპერსული სისტემები: ფოროვანი ფირები

მიიღება მარტივი ტექნოლოგიით. პერსპექტულია სკაფოლდებად უჯრედებისკლონირებისათვის. ფორების ზომების ვარირება შესაძლებელია ზღვრებში 50-100 µm,რაც ოპტიმალურია უჯრედების ზრდისათვის.

AABBP პოლიმერების მაღალი ბიოშეთავსებადობის გათვალისწინებით,სკაფოლდები კლონირებული უჯრედებით პერსპექტულია დიდი ფართისდამწვრობების სამკურნალოდ (გამორიცხავს კანის ავტოგრაფტების გამოყენებას).

კვლევების შედეგები

(ii) ბიოდეგრადირებადი კატიონური პოლიმერები (CP)

ინტერესი CP-ის მიმართ სათავეს იღებს მათი პოტენციალიდან წარმოქმნანპოლიელექტროლიტური კომპლექსები ნუკლეინის მჟავებთან (დნმ და რნმ) დამოახდინონ მათი უჯრედშიდა ტრანსპორტი (ტრანსფექცია). ამას ემატება CP-ისსტრუქტურით განპირობებული ბიოაქტიური თვისებები, როგორებიცააანტიმიკრობული, ანტიოქსიდანტური, ანტიანთებითი და ანტისიმსივნურიაქტივობა რაც ხდის ამ კლასის პოლიმერებს პერსპექტულს ფართო თერაპიულიგამოყენებისათვის. CPs-ი არიან ასევე სასურველი პრეკურსორები „ჭკვიანი“ (smart)ჰიდროგელების მისაღებად, რომლებსაც აქვთ პრაქტიკული გამოყენების მაღალიპოტენციალი ბიომედიცინაში როგორც წამლების კონტროლირებადი (მაგ., pHდამოკიდებული) გამოყოფის სისტემებს და სხვ.

პერსპექტულია ასეთი ჰიდროგელების გამოყენება ასევე ელ. ბატარეებში(ეკოლოგიური მოსაზრებით).

განსაკუთრებით პერსპექტულია ბიოდეგრადირებადი CP

კვლევების შედეგები

(ii) ბიოდეგრადირებადი კატიონური პოლიმერები

კვლევების შედეგები

დღეისათვის სინთეზირებულია შემდეგი კატიონური პოლიმერები :

1) ამინომჟავა არგინინის საფუძველზე:

გამოირჩევა მაღალი ციტოშეთავსებადობით, შედარებით დაბალი ტრანსფექციული აქტივობით

2) ბიოგენური მულტიამინის სპერმინის საფუძველზე

გამოირჩევა დამაკმაყოფილებელი ციტოშეთავსებადობით, მაღალი და სელექციური ტრანსფექციული აქტივობით

3) არგინინის და სპერმინის საფუძველზე

კვლევის პროცესშია. ჩატარებულია წინასწარი კვლევები.

31

კატიონური პოლიმერების სედარებითი ციტოტოქსიკურობა 4T1 უჯრედების მიმართ.

კონცენტრაცია 0.1 მგ/მლ. დრო - 48 სთ.

ციტოტოქსიკურობის რიგი:

Poly-Arg > PEI > PLL >> Chu’s 2-Arg-3 > EG2-Arg-3 > EG2-Arg-EG4

0

20

40

60

80

100

Poly-Arg PEI PLL 2-Arg-3 EG2-Arg-3 EG2-ArgEG4

Ce

ll

via

bil

ity (

%)

C= 0.1 mg/mL

Poly-Arg

PEIPLL

Chu’s 2-Arg-3EG2-Arg-3

EG2-Arg-EG4

კვლევა ტარდება უნტც/რესფ, პროექტი ს # 6074 „კლიკ-ქიმიის გამოენება

მაკრომოლეკულურ და მაკროციკლურ სინთეზებში“ ფარგლებში.

კლიკ-თემატიკა ინიცირებული იყო ბ-ნ კახა ბენდუქიძის მიერ

(iii) კლიკ-სინთეზი არის პოლიმერების მიღებისახალი მეთოდი

კვლევების შედეგები

პოლიმერების კლიკ-სინთეზის მაგალითი

კვლევების შედეგები

(iv) ხელოვნური ორგანოები :

იდეა: უჯრედების ინკორპორირება ბიოდეგრადირებად

პოლიმერულ მატრიქსში

იდეა მოწოდებული იყო ბ-ნ კახა ბენდუქიძის მიერ

კვლევა საწყის ეტაპზეა. მიღებული და შესწავლილია ხელოვნური ორგანოების

კონსტრუირებისათვის საჭირო ზოგიერთი კომპონენტი (ნანონაწილაკები

და პოლიმერული მატრიქსი).

ტექნოლოგიური ინოვაციების შესაძლებლობები

ნანონაწილაკები: წამლის მიმწოდებელი სისტემები, ხელოვნური ორგანოებისკომპონენტები.

მიკროსფეროები: წამლის მიმწოდებელი სისტემები.

ფოროვანი ფირები: სკაფოლდები უჯრედების კლონირებისთვის დიდიფართის დამწვრობის სამკურნალოდ.

ელექტროდართული ნანო/მიკრობოჭკოები: ჭრილობის საფარი მასალები, 3D სკაფოლდები ხელოვნური ორგანოებისთვის.

კატიონური პოლიმერები: ტრანსფექცის აგენტები, ანტიმიკრობული, ანტიოქსიდანტური, ანტიანთებითი და ანტისიმსივნური პრეპარატები, „ჭკვიანი“ გელები, ტექნიკური დანიშნულების ჰიდროგელები (ამჟამად არისდაინტერესება კომპანია LG-ის მხრიდან)

გამოქვეყნებული და წარდგენილი პუბლიკაციები: სტატიები, წიგნები, სახელმძღვანელოები და მონოგრაფიები (უკანასკნელი 3 წელი).

ავტორები, სათაური, ჟურნალის დასახელება, გამომცემლობა, თარიღი, Impact Factor

1) N.Zavradashvili, G.Jokhadze, M. Gverdtsiteli, G.Otinashvili, N.Kupatadze, Z.Gomurashvili, D. Tugushi, R. Katsarava. AminoAcid Based Epoxy-Poly(Ester Amide)s - a New Class of Functional Biodegradable Polymers: Synthesis and ChemicalTransformations. J.Macromol.Sci., Part A, Pure & Appl. Chem. 50(5), 449-465 (2013). Taylor & Francis, IF: 0.74

2) S. Kobauri, V. P.Torchilin, D. Tugushi, R. Katsarava. PEG-PEA-PEG Triblock-Copolymeric Micelles as Potential Biodegradable Nanocarriers For Pharmaceuticals. International conference on chemical engineering Chemtech-2013, December 26-28, Istanbul, 2013, Turkey. 41-45, , Istanbul (2013). DAKAM Publishing, IF: ?

3) T.Memanishvili, N. Zavradashvili, N. Kupatadze, D. Tugushi, M. Gverdtsiteli, V.P. Torchilin, C. Wandrey, L. Baldi, S.S. Manoli, R.Katsarava, Arginine-Based Biodegradable Ether−Ester Polymers with LowCytotoxicity as Potential Gene Carriers, Biomacromolecules, 15, 2839−2848 (2014). ACS, IF: 5.79

4) N.Zavradashvili, T.Memenishvili, N. Kupatadze, L.Baldi, X.Shen, D.Tugushi, C.Wandrey, R.Katsarava. (2014). Cell compatible arginine containing cationic polymer: one-pot synthesis and preliminary biological assessment. Springer Book Series-Advances in experimental medicine and biology: Infectious Diseases and Nanomedicine, 59-73. Springer, IF: 1.83

5) A.Díaz, R.Katsarava, J.Puiggalí. Synthesis, properties and applications of biodegradable polymers derived from diols and dicarboxylic acids: from polyesters to poly(ester amide)s (Review). Int. J. Mol. Sci. 15, 7064-7123 (2014). MDPI, IF: 3.26MDPI - Molecular Diversity Preservation International, Switzerland-China-Spain.

6) L.El Haddad, N. Ben Abdallah, P.-L. Plante, J. Dumaresq, R. Katsarava, S. Labrie, J. Corbeil, D.St- Gelais, S. Moineau, Improving the safety of Staphylococcus aureus polyvalent phage by their production on a Staphylococcus xylosus strain. PLoS ONE 9(7): e102600. doi:10.1371/journal.pone.0102600. (2014). PLOS, IF: 3.53PLOS - Public Library of Science

7) M. Planellas, M.M. Pérez-Madrigal, L.J. del Valle, S. Kobauri, R. Katsarava, C. Alemán, J. Puiggalí. Microfibres of conducting polythiophene and biodegradable poly(ester urea) for scaffolds. Polymer Chemistry. 6, 925-937. DOI: 10.1039/c4py01243g. (2015). Royal Soc. of Chem. (RSC), IF: 5.37

გამოქვეყნებული და წარდგენილი პუბლიკაციები: სტატიები, წიგნები, სახელმძღვანელოები და მონოგრაფიები (გაგრძელება)

8) A.Díaz, L.J. del Valle, D.Tugushi, R.Katsarava, J.Puiggalí. New poly(ester urea) derived from L-leucine: electrospunscaffolds loaded with antibacterial drugs and enzymes. Materials Science and Engineering C , 46 ,450–462 (2015).ELSEVIER, IF: 3.51.

9) R.Katsarava, J.Puiggali. Leucine Based Polymers: Synthesis and Applications. Book chapter in: Leucine: Biology, Consumption and Benefits. Biochemistry Research Trends, S.R. Newman, Ed., (2015). NOVA Sci. Publisher. IF: ?

10) S.K.Murase, L.-P. Lv, A.Kaltbeitzel, K.Landfester, L. J.del Valle, R.Katsarava, J.Puiggali, D.Crespy. Amino acid-based poly(ester amide) nanofibers for tailored enzymatic degradation prepared by miniemulsion-electrospinning. RSC Adv.,55006-55014. DOI: 10.1039/C5RA06267E. (2015). Royal Soc. of Chem. (RSC), IF: 3.29.

11) S.K. Murase, L.J.del Valle, S.Kobauri, R.Katsarava, J. Puiggalí. Electrospun fibrous mats from a L-phenylalanine based poly(ester amide): Drug delivery and accelerated degradation by loading enzymes, Polym. Degrad. Stabil., 119, 275-287. (2015). ELSEVIER, IF: 3.64.

12) D. Kharadze, T. Memanishvili, K. Mamulashvili, T. Omiadze, L. Kirmelashvili1, Z.Lomtatidze, R.Katsarava. In Vitro Antimicrobial Activity Study of Some New Arginine-based Biodegradable Poly (Ester Urethane)s and Poly (Ester Urea)s. J. Chem. Chem. Eng. 9, 524-532 (2015). doi: 10.17265/1934-7375/2015.08.008. David Publishing Company, USA, IF: Under Evaluation.

13) T. Memanishvili, N. Kupatadze, D. Tugushi, R. Katsarava, S. Wattananit, N. Hara, D. Tornero, Z. Kokaia. Generation of cortical neurons from human induced-pluripotent stem cells by biodegradable polymeric microspheres loaded with priming factors. Biomed. Mater. 11, 025011. (2016). doi:10.1088/1748-6041/11/2/025011. IOP Publishing (UK), IF: 3.7.IOP Publishing (previously named Institute of Physics Publishing, UK).

გამოქვეყნებული და წარდგენილი პუბლიკაციები: სტატიები, წიგნები, სახელმძღვანელოები და მონოგრაფიები (გაგრძელება)

14) L.J.del Valle, L.Franco, R.Katsarava, J.Puiggalí. Electrospun biodegradable polymers loaded with bactericideagents. AIMS Molecular Sci., 3, 52-87. (2016). AIMS Press, IF: A New Journal (3.466?)AIMS - American Institute of Mathematical Sciences, USA.

15) R.Katsarava, N.Kulikova, J.Puiggalí. (2016) Amino Acid Based Biodegradable Polymers – promising materials for the applications in regenerative medicine. J. J. Regener. Med., 1(1) : 012. Jacobs Publisher, IF: A New Journal

16) R.Katsarava, J.Puiggalí. Biodegradable Bionanocomposites. A book chapter, Bionanonocomposites (2016 , in press). ELSEVIER

in press & in preparation

17) J.Puiggalí, R.Katsarava. Bio-based aliphatic polyesters and poly(ester amide)s from dicarboxylic acids, and related sugar and amino acid derivatives (in press).

18) Tem. Kantaria, Teng. Kantaria, M.Ksovreli, T.Kachlishvili, N.Kulikova, D.Tugushi, R.Katsarava. Biodegradable nanoparticles made of amino acid based ester polymers: preparation, characterization, and in vitro biocompatibility study . Applied Sci. (in press).

19) S.Kobauri, G.Otinashvili, Teng. Kantaria, D. Tugushi, Jordi Puiggali, R.Katsarava. New biodegradable poly(ester amide)s via bis-azlactone chemistry (in preparation).

20) N.Zavradashvili, C. Sarisozen, D.Tugushi, V.Torchilin, R.Katsarava . New arginine and spermine based cationic polymers as gene transfection and antimicrobial agents (in preparation).

21) L. Franco, A.Díaz, LJ. del Valle, M. T. Casas, G.Chumburidze, R.Katsarava, J. Puiggalí. Incorporation of bacteriophages into electrospun microfibrous matrices of a leucine based poly(ester urea) (in preparation).

ბიბლიომეტრიქსი: 23 ნოემბერი, 2016 (Google Scholar): ციტირება: 1754; h-index: 19; i10-index: 33

ჟურნალის საგამომცემლო საბჭოს წევრობა

რედკოლეგიის წევრი ჟურნალისა „Jacobs Journal of Regenerative Medicine“, Jacobs Publishing (USA)

რედკოლეგიის წევრი ჟურნალისა “American Journal of Macromolecular Science”, Columbia International Publishing (USA).

რედკოლეგიის წევრი ჟურნალისა “The Open Biomaterials Journal" (Bentham Science Publishers, Ltd). United Arab Emirates with operating units in the USA, Japan, China, India, and the Netherlands.

რედკოლეგიის წევრი ჟურნალისა “Research & Reviews in Polymer” (India).

რედკოლეგიის წევრი ჟურნალისა “Полимеры и медицина”.

შიდა და საერთაშორისო კონფერენციებში მონაწილეობა (უკანასკნელი 3 წელი)

1) S.Kobauri, M.Dgebuadze, D.Tugushi, R.Katsarava. New Bioresorbable Bis-azlactone Drug Delivery Systems for Therapeutical Mocro- and Nanocarriers: Design,Synthesis and Study. International Conference on Emerging Technologies: Micro to Nano 2013. February 23-24, 2013, Goa, India.

2) N.Zavradashvili, T.Memanishvili, N.Kupatadze, D.Tugushi, C.Wandrey, L.Baldi, X.Shen, R.Katsarava. New Argininecontaining cationic polymers for intracellular gene delivery. Congress of the European Polymer Federation (EPF 2013), June 16-21, 2013, Pisa, Italy,.

3) R.Katsarava, D. Tugushi, D. Kharadze. Amino Acid Based Biodegradable Polymers - Versatile Materials for Numerous Biomedical Applications. 10th IUPAC International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering. August 18th – 22nd 2013, Durham, UK.

4) D. Tugushi, M. Gverdtsiteli, G. Otinashvili, M. Bedinashvili, J. Puigalli, R.Katsarava. Amino Acid Based Biodegradable Poly(ester urea)s – a new class of biodegradable biomaterials. 10th IUPAC International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering. August 18th – 22nd 2013, Durham , UK.

5) S. Kobauri, V. P.Torchilin, D. Tugushi, R. Katsarava. PEG-PEA-PEG Triblock-Copolymeric Micelles as Potential Biodegradable Nanocarriers For Pharmaceuticals. International conference on chemical engineering Chemtech-2013, December 26-28, Istanbul, 2013, Turkey. DAKAM Publishing, 41-45 Istanbul, (2013).

6) N. Kupatadze, N.Zavradashvili, T.Memanishvili, M.Bedinashvili, Ch.Wandrey, D. Tugushi, R. Katsarava. New biodegradable arginine-containing polymers for therapeutical gene carriers: design, synthesis and study. World academy of science, engineering and technology. Issue, 83, November 2013, Venice, Italy.

7) R.Katsarava, Amino acid based biodegradable polymers - promising Materials for numerous biomedical applications. Tbilisi International Conference (TIC2013) "Merging neuroscience and medicine: implications for brain disorders”. September 30-October 3, 2013, Tbilisi

8) T.Memanishvili, D.Tornero, J.Tatarishvili, S.Watanan,i N.Kupatadze, M.Bedinashvili, D.Tugushi, R.Katsarava, O.Lindvall Z.Kokaia. Biodegradable amino acid-based polymeric microparticles for improved functional recovery in stem cell therapy after stroke. Drug Discovery and Therapy Word Congress, and Global Biotechnology Congress, June 16-19, Abstracts, P. 127-128, 2014, Boston, MA, USA.

9) R.Katsarava. Biodegradable polymers and bacteriophages and their potential to guard the food safety. Intern Conf. on Food and Biotechnology, ICFB 2014, 11-12 September, Tbilisi, Georgia.

შიდა და საერთაშორისო კონფერენციებში მონაწილეობა (გაგრძელება)ა

10) S.Kobauri, T.Kantaria, T.Kantaria, D.Tugushi, R.Katsarava. New amino acid based biodegradable polymers and nanoparticles made of them. International Conference on Food and Biotechnology (ICFB 2014), Proceedings, pp 71-72, September 11-12, 2014, Tbilisi.

11) R.Katsarava. Heterocyclic compounds in the design of biodegradable polymers. 8-th Eurasian Meeting on heterocyclic Chemistry 20-24 September, 2014, Abstract Book, P.36-37. Tbilisi.

12) S.Kobauri, T.Kantaria, T.Kantaria, N.Nebieridze, A.Kezeli, D.Tugushi, R.Katsarava. Nanoparticles made of amino acid based biodegradable polymers for ophthalmic drug delivery. International Scientific-Practical Conference – Science andInnovative Technologies, Proceedings, pp 277-279, November 27-28, 2014, Kutaisi.

13) N.Kupatadze, N.Ochkhikidze, S Mallapragada, D.Tugushi, R.Katsarava, Nanosilver containing antimicrobial composites on the basis of ethanol-soluble biodegradable poly(ester amide). Canadian International Conference on Advances in Computer Science, Engineering and Applied Science ICCEA 3th-4th December, 2014, Dubai.

14) S.Kobauri, V.Torchilin, D.Tugushi, R.Katsarava. Amino acid-based biodegradable poly(ester amide)s: promising materials for constructing drug-delivering nanocarriers. 3rd International Conference on Organic Chemistry, ICOC. proceedings, 91-92, 2014, Tbilisi.

15) N. Zavradashvili, T. Memanishvili, N. Kupatadze, G. Otinashvili, M. Gverdtsiteli, D. Tugushi, M. Gurielidze, L. Baldi, X. Shen, C. Wandrey, R. Katsarava. New cationic polymers composed of naturally occuring building bloks – arginine and spermine. 3rd Intern.Conference on Organic Chemistry (ICOC-2014). proceedings, pp 70-71. 2014, Tbilisi, Georgia.

16) G.Chumburidze, P.Toidze, V.Tabidze, N.Nadirashvili, R Gaprindashvili, N.Zavradashvili, D.Tugushi, R.Katsarava. Complex formation between bacteriophages and synthetic cationic polymer. 3rd International Conference “Nanotechnologies” Nano – 2014, October 20 – 24, 2014, Tbilisi.

17) A. Díaz, M. Planellas, L.J.del Valle, M.M.Pérez-Madrigal C. Alemán, S. Kobauri R. Katsarava, J. Puiggalí. Electrospun scaffolds from amino acid based poly(ester urea)s: applications as drug delivery and conducting systems. XIII reunión del grupo especializado de polímeros (gep) de la rseq y rsef., del 7 al 10 de Septiembre de 2014, Girona, Spain

18) G. Policastro, F.Lin, A.Esterle, F.Harris, M.Graham, R.Katsarava, M.L.Becker. OGP Functionalized Phenylalanine -based Poly(ester urea) for Enhancing Osteoinductive Potential of human Mesenchymal Stem Cells. 249th ACS National Meeting & Exposition, March 22-26, 2015, Denver, CO, USA

19) N. Kupatadze, T.Memanishvili, N. Ochkhikidze, D. Tugushi, Z.Kokaia, R.Katsarava. Amino Acid Based Biodegradable Poly(Ester-Amide)sand Their Potential Biomedical Applications as Drug Delivery Containers and Antibacterials. ICBEB 2015: 17th International Conference on Biochemical Engineering and Bioengineering., April 27-28, 2015, Paris, France.

20) S. Kobauri, Ten. Kantaria, Tem. Kantaria, D.Tugushi, N.Kulikova, R. Katsarava. Drug Delivery Nanoparticles of Amino Acid Based Biodegradable Polymers. 17th International Conference on Bioengineering and Bionanotechnology, 17(10) Part II, P. 146, October 08-09, 2015, Chicago, USA.

21) L. Franco, A.Díaz, LJ. del Valle, M. T. Casas, G.Chumburidze, R.Katsarava, J. Puiggalí. Incorporation of bacteriophages into electrospun microfibrous matrices of a leucine based poly(ester urea). XIV Reunión Bienal del Grupo Especializado en Polímeros. 5-8 Septiembre, 2016, Burgos, Spain.

22) N. Kupatadze, M. Bedinashvili, T. Memanishvili, M. Gurielidze, D. Tugushi, R. Katsarava. AntimicrobialNanocompositions Made of Amino Acid Based Biodegradable Polymers EUPOC 2016 on Block Copolymers forNanotechnology Application, May 22-26, 2016, Gargnano – Lake Garda, Italy.

23) S. Kobauri, Ten. Kantaria, Tem. Kantaria, D.Tugushi, N.Kulikova, R. Katsarava. Nanoparticles Made Of Amino Acid DerivedBiodegradable Polymers As Promising Drug Delivery Containers. 18th International Conference on Biotechnology andNanotechnology (ICBN 2016), 18(6) Part V, P. 604, June 06-07, 2016, New-York, USA.

24) N. Zavradashvili, C. Sarisozen, Teng. Kantaria, M.Gurielidze, D.Tugushi, V.P.Torchilin, R.Katsarava. New arginine- andspermine-based cationic polymers as antimicrobial and gene transfection agents. 7th international conference"Biomaterials and nanobiomaterials: recent advances safety-toxicology and ecology issues", 8-15 May, 2016, Heraklion,Crete, Greece.

25) T.Kantaria, G.Otinashvili, N.Kupatadze, N.Zavradashvili, D.Tugushi, R.Katsarava. Synthesis of poly(ester amides)containing triazole units in the backbone by click chemistry in a tricomponent step-growth polymerization. 5th

International Conference of Young Scientists – Chemistry Today (ICYS-2016), Proceedings, pp 119-121, September 18-21,2016, Tbilisi.

26) N. Zavradashvili, C. Sarisozen, Tng. Kantaria, G.Otinashvili, M.Gurielidze, D.Tugushi, V.Torchilin, R.Katsarava..

Biodegradable cationic polymers composed of spermine and arginine: synthesis, cell compatibility, and biologicalactivity. The 3rd International Conference on Bioinspired and Biobased Chemistry and Materials. October 16-19,2016, Nice, France.

27) S. Kobauri, Teng. Kantaria, D.Tugushi, J. Puiggali, R.Katsarava. Bis-azlactone Based Biodegradable Poly(ester amide)s: Design, Synthesis and Study, 18th International Conference on Chemical Engineering and Technology (ICCET 2016), New-York, October 10-11, 2016.

შიდა და საერთაშორისო კონფერენციებში მონაწილეობა (გაგრძელება)ა

მოპოვებული და წარდგენილი პატენტები.

# gamogonebis dasaxeleba statusi patentis #

1 biodegraadirebadi saReWi rezina saqarTvelos patenti

67 (1995)

2 biodegraadirebadi saReWi rezina samkurnalo TvisebebiT

saqarTvelos patenti

167 (1995)

3 salbuni “amidermi” saqarTvelos patenti

718 (1995)

4 bis-(fenilalanin)- a,w-diolebis di-p-toluolsulfomJava marilebis miRebis xerxi

saqarTvelos patenti

588 (1995)

5 salbuni “fagodermi”” saqarTvelos patenti

1090 (1996)

6 lorwovani garsis herpesuli infeqciebis samkurnalo saSualeba polimeruli firis saxiT

saqarTvelos patenti

1225 (2005)

7 koncentratis warmoebis xerxi glintveinisaTvis saqarTvelos patenti

5067 (2010)

8 transdermaluri miwodebis sistema formamedegi hidrogelis safuZvelze.

saqarTvelos patenti

5249 (2011)

9 biodegradirebadi poli(ester Sardovanebi)-s Tanapolimerebi da maTi miRebis wesi

saqarTvelos patenti

5618 (2012)

10 biodegradirebadi kaTionuri poli(eTer ester amidebi), poli(eTer ester ureTanebi) da poli(eTer ester Sardovanebi) da maTi miRebis wesi

saqarTvelos patenti

5632 (2012)

11 baqteriofagis miRebis xerxi saqarTvelos patenti

1786 (2014)

მოპოვებული და წარდგენილი პატენტები (გაგრძელება)

Patents

# Invention Title Application Status/Authors Patent Grant No./Status

1Elastomeric Functional Biodegradable Copolyester Amides and

Copolyester Urethanes

C.C. Chu, R.Katsarava U.S. Patent No. 6,503,538

(2003)

2Elastomeric Functional Biodegradable Copolyester Amides and

Copolyester Urethanes

C.C. Chu, R.Katsarava U.S. Patent No. 7,304,122

(2007)

3Elastomeric Functional Biodegradable Copolyester Amides and

Copolyester Urethanes (Continuation of No. 10/362,848)

C.C. Chu, R.Katsarava U.S. Patent No. 7,408,018

(2007)

4Elastomeric functional biodegradable copolyester amides and

copolyester urethanes,

C.C. Chu, R.Katsarava Japanese Patent No.

5047446 (2012)

5Polymeric blends as biodegradable matrices for preparing

biocomposites,

R.Katsarava, Z.Alavidze U.S. Patent No.

6,703,040 (2004)

6

Bioabsorbable Elastomeric Polymer Networks, Cross-Linkers

and Methods of Use

Z.Gomurashvili, R.Katsarava,

D.Tugushi

US Patent No.

7,649,022 (2010)

7Bioactive Wound Dressings and Implantable Devices and

Methods of Use

K.W. Carpenter, W.G. Turnell, K.M.

DeFife, K.A. Grako, R Katsarava

US Patent No. 7,794,706

14 Sep 2010

8

Unsaturated Poly(ester-amide) Biomaterials C.C. Chu, R.Katsarava, K.Guo U.S. Patent No. 7,863,406

(2011)

9

Alkylene-dicarboxylate-Containing Biodegradable Poly(Ester-

Amides) and Methods of Use

R. Katsarava, N. Mazanashvili, Z.D. Gomurashvili, T.D. Jenkins, N. Mchedlishvili

US Patent No. 8,445,627 (2013)

10Poly (ester urea) Polymers and Methods of Use R Katsarava, D. Tugushi,

Z.Gomurashvili

US Patent No. 8,765,164 (2014)

მოპოვებული და წარდგენილი პატენტები (გაგრძელება)

PCT applications

1. Bioactive Stents and Methods for Use Thereof U.S. Application

No. 10/788,747

2. Vaccine Delivery Compositions and Methods of Use U.S. Application

No. 11/345,021

3. Vaccine Delivery Compositions and Methods of Use U.S. Provisional

No. 60/842,423

4. Polymer Particle Delivery Compositions and Methods of Use U.S. C-I-P

No. 11/344,689

5. Therapeutic Polymers and Methods of Use U.S. Application

No. 11/446,405

6. Aromatic Di-acid-Containing Poly(Ester Amide) Polymers and Methods of Use U.S. Application

No.11/586,924

7. Epoxy-Containing Poly(Ester Amides) and Methods of Use U.S. Application

No. 11/893,719

8. Oligo-Ethylene Glycol-Based Polymer Compositions and Methods of Use U.S. Provisional

No. 60/992,940

9. AABB-Poly(Depsipeptide) Biodegradable Polymers and Methods of Use U.S. Provisional

No. 61/088,678

10. Oligo-ethylene-glycol-based polymer compositions and methods of use U.S. Application

No. 12/746,500

11. Bioactive Wound Dressings and Methods for Use ThereofU.S. Application

No. 11/128,903

12. Elastomeric functional biodegradable copolyester amides and copolyester urethanes Canadian Application No.

2,419,429

კოლაბორაციები უცხოურ უნივერსიტეტებთან (ვიზიტები)

1. Univ. Politecnica de Catalunya, Barcelona, Spain (Prof. J.Puiggali); რ. ქაცარავა, ს. კობაური(დაგეგმილია 2017 წ.). კოლაბორატორია მნტც/შრესფ პოდექტში, მრავალი ერთობლივი პუბლიკაცია

2. Northeastern U. of Boston, Boston, MA, USA (Prof. V.Torchilin); თ. მემანიშვილი (2-ჯერ), ნ. ზავრადაშვილი . ერთობლივი პუბლიკაციები, კოლაბორატორია მნტც/შრესფ ახალ პროექტში.

3. Lund U., Lund, Sweden (Prof. Z.Kokaia); თ. მემანიშვილი (2 წელი პოსტ-დოკ). ერთობლივიპუბლიკაციები. ერთობლივი შრესფ გრანტები

4. Cornell U., Ithaca, NY, USA (Prof. C.C.Chu); რ. ქაცარავა (მრავალჯერ), ვ. ტაბიძე,, თ. ქართველიშვილი. ერთობლივი გრანტები, პატენტები, მრავალი პუბლიკაცია.

5. École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL, Switzerland (Dr. Ch.Wandray);თ. მემანიშვილი, ნ. ზავრადაშვილი, ნ. კუპატაძე, რ. ქაცარავა (3-3-ჯერ). ერთობლივი გრანტი(SNSF) და პუბლიკაციები.

6. University of Maryland, Baltimore, MD (Prof. J.G.Morris, Dr. A.Sulakvelidze); რ. ქაცარავა (3-ჯერ), ერთობლივი გრანტები, პუბლიკაცია, პატენტი.

7. Akron U., Akron, OH, USA (Prof. F.Harris); რ. ქაცარავა (3-ჯერ). ერთობლივი საპატენტოგანახცადი.

8. Clark-Atlanta U., Atlanta, GA, USA (Prof. I.Khan); ასპ. ი.ლეგაშვილი (2-ჯერ). ერთობლივი პუბლიკაცია.

9. Iowa State U., Ames, IA, USA (Prof. P. Malapragada); ნ. ოჩხიკიძე (1 წელი პოსტ-დოკ) . ერთობლივი მოხსენება.

10. Universite´ Laval, Que´bec, Canada (Prof. S. Moineau); ერთობლივი პუბლიკაცია

11. Shinshu U., Ueda-shi, Japan (Prof. A. Yamada); რ. ქაცარავა (JSPS გრანტი, 3 თვე).

12. Kyoto U., Kyoto, Japan (Prof. Y. Ikeda); თ. ქართველიშვილი (JSPS გრანტი, 2 თვე).

10. Институт элементоогранических соединений им.А.Несмеянова (ИНЭОС), Москва (Д-р Я.Выгодский)

11. Институт цитологии, Санкт-Петербург (Д-р Ю. Швед).

კოლაბორაციები უცხოურ უნივერსიტეტებთან (გაგრძელება)

მიღებული ჯილდოები

ღირსების ორდენი (1999)

World Intellectual Property Organization (WIPO) Award (Gold Medal) for Outstanding Inventor (2007).

რ. ქაცარავა

დ. ტუღუში

პ. მელიქიშვილის პრემია (1980)

ყველაზე მნიშვნელოვანი გრანტები, მიღებული ადრეულ პერიოდში

1) Long-term (2 years) Research Grant of CRDF No G2-116 (USA), 1994.

2) Research Grant of ISF – G.Soros Foundation (USA), Grant No RVF000, 1993-1994.

3) Short-term (3 months) grant of JSPS (Japan), 1994.

4) Research Grant of CRDF No G2-116 (USA), 1996-1997.

5) Research Grant of Cornell University (USA) (Sponsored by Medivas Nitric Oxide), 1998-1999.

6) Research Grant of ISTC (G-446), 2000-2001.

7) Equipment Grant of CRDF-RESC Program (GR2-997), 2001.

8) Research Grant of ISTC (G-802), 2002-2005.

9) Four (4) Mini-grants of CRDF-RESC Program , 2004-2007.

10) Grant of FP-6 project “INCOMAT”, 2007.

11) CRDF/STEP grant (# BPG - 01/08) for scaled-up production of “Coladerm”, 2008.

12) Research grant from SRNSF # ST07-4-182, 2009-2010.

13) CRDF/STEP grant (# BPG - 01/10) for scaled-up production of “PhagoBioDerm”, 2010.

14) Research grant from STCU-SRNSF (#5247), 2010-2012.

15) Research grant from STCU-SRNSF (#5061), 2010-2012.

16) Research grant from Swiss NSF # IZ73ZO_128071/1, 2010-2012.

17) Grant of SRNSF for applied research (2 years) # AR-267, 2012-2013.

18) Grant of SRNSF for applied research (2 years) # AR-307, 2012-2013.

19) Valorization grant from Swiss NSF # IZ76ZO_147554/1, 2013.

1) ბიოდეგრადირებადი ამინომჟავური პოლიმერების ნანონაწილაკების გამოყენება თვალში სამკურნალო

ნივთიერებათა შეყვანისათვის. აგრუნი, ცოდნის ფონდის გრანტი 15-03/27, 2014-2015 (დასრულდა).

2) ახალი კატიონური პოლიმერები არგინინისა და სპერმინის საფუძველზე როგორც ანტიმიკრობული

აგენტები. აგრუნი, ცოდნის ფონდის გრანტი 15-03/25, 2014-2015 (დასრულდა)..

3) New arginine and spermine based cationic polymers as antimicrobial and gene transfection agents (CRDF-Global/ შრესფ). Georgia early career scholars program). $30,000 , კოლაბორატორი: Northeast University of Boston, Boston, MA, USA, 2015-1016 (ნ.ზავრადაშვილი).

(დასრულდა).

4) Production of Biodegradable Polymer – Polyesteramide (PEA) for Export. Grant from Georgia’sInnovation and Technology Agency (GITA), 2014 (დასრულდა).

5) Encapsulation of bacteriophages in biodegradable polymers, Phagelux, LLC , 2015 (დასრულდა)..

6)Application of Click Chemistry in Macromolecular and Macrocycle Syntheses. უნტც/რესფ, პროექტი # 6074,

2015-2017 (დასრულდება 2017 წ.).

წარდგენილია:

7) New biodegradable cationic polymers composed of arginine and spermine as versatile biomaterials forvarious biomedical applications, STCU/SRNSF, # 6298, 2016 (გავიდა მე-2 ეტაპზე).

კოლაბორატორები: (i) Univ. Politecnica de Catalunya, Barcelona, (ii) Northeastern U. of Boston

ინსტიტუტის დაარსების შემდგომ დაფინანსებული, დასრულებული და მოქმედი პროექტები (გრანტები)

დოქტორანტებისა და მაგისტრანტების ჩართულობა პროექტებში

დოქტორანტი თემურ ქანთარია , II კურსი

ჩართულია პროექტში:New biodegradable cationic polymers composed of arginine and spermine as versatile biomaterials forvarious biomedical applications, უნტც/რესფ, წარდგენილი პროექტი # 6298, 2016.

დოქტორანტი თენგიზ ქანთარია , II კურსი

ჩართული იყო პროექტში:Biodegradable nanoconteiners and their application in ophthalmology for intravitreal drug

delivery, რესფ, პროექტი 2016 (პროექტი მოხსნეს ბიუჯეტში მცირე შეცდომის გამო).

ჩვენი გუნდის ძირითადი მიღწევები:

• შემუშავებულია პოლიმერების სინთეზის ახალი მეთოდები;

• მიღებულია ახალი, ამინომჟავური ბიოდეგრადირებადი პოლიმერების დიდიოჯახი თვისებათა ფართო სპექტრით, რომლებიც მრავალი პარამეტრითსჯობნიან ბაზარზე არსებულ ბიოდეგრადირებად პოლიმერებს;

• მიღებული და გაყიდულია უცხოური პატენტები;

• საქართველოში დანერგილია ახალი სამკურნალო პრეპარატები;

• საქართველოში შექმნილია მცირე წარმოება 50-100 კგ/თვეში წარმადობით,ხდება პოლიმერის წარმოება და კომერციალიზაცია;

• ჩამოყალიბებულია პოლიმერების სინთეზისა და კვლევის თანამედროვემეთოდებით აღჭურვილი ძლიერი გუნდი.

• აღზრდილია 29 მეცნ. დოქტორი, კანდიდატი და აკადემნიური დოქტორი, 2PhD დაცულია უცხოეთში. ამჟამად 2 ყოფილი დოქტორანტი მუშაობსუცხოეთში.