Technologie makromolekulárních látek
prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D.
Věnuji se vztahům mezi živými a neživými systémy, tedy testováním interakce živočišných buněk a tkání s materiály. Cílem je připravit materiál umožňující cílenou interakci s organismem, tedy materiál aplikovatelný v regenerativní medicíně. V průběhu své vědecké kariéry jsem se podílel na řešení celé řady vědeckých projektů a publikoval desítky odborných publikací. V mém týmu pracuje řada studentů doktorského studia. Aktivně spolupracuji s mnoha zahraničními i českými pracovišti. Aktuálně vedu skupinu Bioaktivní polymerní systémy na Centru polymerních systémů UTB.
Specializace
Biomateriály, buněčná biologie, stanovení biokompatibility materiálů.
Čemu se věnuji
Vývoj biomateriálů pro cílenou interakci s živými organismy. Studium reakcí živých systémů (buněk) na materiály.
Spolupráce
Dlouhodobě a často spolupracuji s řadou institucí v zahraničí i tuzemsku. Aktuálně nejintenzivněji kooperujeme s pracovišti: Åbo Akademi University (Finsko), Università degli Studi di Milano (Itálie), Jožef Stefan Institute (Slovinsko), Ústav polymérov SAV (Slovensko), Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR, Oddělení fyziologie a imunologie živočichů Přírodovědecké fakulty Masarykovy Univerzity a Ústav chemie a technologie makromolekulárních látek Univerzity Pardubice.
Mé projekty
Jsem hlavním řešitel u projektů:
- Interakce vodivých polymerů s buňkami (GAČR)
- Biomimetické materiály na bázi vodivých polymerů (GAČR)
- Biomimetické materiály na bázi vodivých polymerů (GAČR)
- Koloidní systémy pro topické formulace. Pickeringovy emulze a koloidy na bázi polymerů (GAČR)
Co vás naučím
Aktuálně pod mým vedením studuje 6 studentů doktorského studia. Dva studenti již obhájili svoji disertační práci, na studiu dalších jsem se podílel jako konzultant.
Své studenty učím samostatně pracovat v laboratoři, od plánování a provedení experimentů až po jejich vyhodnocení. Osvojí si vedení malých týmů, např. podílem na vedení závěrečných prací studentů. Krom toho se naučí pohybovat v mezinárodním prostředí, a to hlavně díky spolupráci s řadou kolegů v zahraničí a pobytu na jejich pracovištích. Postupně se snažím studenty seznamovat s procesem přípravy projektů a jejich praktického řešení. Prací v laboratoři Buněčné biologie a biomateriálů se studenti naučí kultivacím různých buněčných linií, včetně kmenových buněk, metodám stanovení buněčného chování (molekulárně-biologické metody, mikroskopie atd.). V oblasti materiálových věd se pak studenti seznámí s přípravou materiálů a jejich charakterizací dle konkrétního tématu.
prof. Mgr. Aleš Mráček, Ph.D
Zabývám se především fyzikálními a fyzikálně-chemickými vlastnostmi polymerů a biopolymerů v pevné i kapalné fázi a přípravou speciálních hydrogelových systémů na bázi hyaluronanu pro tkáňové inženýrství. Má práce se týká také oblasti fyziky povrchů a fázových rozhraní (aktivace povrchů, chemická modifikace, plasmatická depozice a modifikace).
Specializace
Materiálové vědy
Čemu se věnuji
Povrchové vlastnosti a modifikace materiálů, příprava nových biomateriálů pro 3D biotisk.
Spolupráce
V akademické sféře spolupracuje naše výzkumná skupina zejména s Univerzitou v Coimbře v Portugalsku (prof. Ana Ribeiro), Institutem Jozefa Štefana v Ljublani ve Slovinsku (prof. Mozetič), s Univerzitou v Bayreuthu v Německu (dr. Humenik) a s Univerzitou ve Würzburgu (prof. Dalton).
Samozřejmě provádíme také výzkum a analýzy pro průmyslovou sféru, kde spolupracujeme například s firmami Contipro Group, Plastikářský klastr, Fatra, TNS Servis, Zlín precision a dalšími.
Mé projekty
Příprava nano- a mikro-strukturovaných materiálů pomocí samo-organizovaných proteinových fibrilárních systémů (GAČR).
Co vás naučím
Studenty učím samostatně přemýšlet nad badatelskými problémy a dobře plánovat experimenty. Současně se také ve vyšších ročnících spolupodílí na vedení mladších kolegyň a kolegů v bakalářském či magisterském studiu tak, aby byli v budoucnu schopni řídit výzkumný tým. Při práci v laboratořích na Ústavu fyziky a materiálového inženýrství se naučí pracovat s řadou standardních ale i pokročilých měřících přístrojů (3D biotiskárna, elektronová mikroskopie, mikroskopie skenující sondou, konfokální mikroskopie, tenziometrie, měření povrchového napětí, atd.).
Kde se uplatníte
Samozřejmě najdete své místo ve výzkumu a vývoji nejen v akademické sféře, ale i ve větších firmách, které mají vlastní aplikovaný výzkum nebo rozšiřují své technologické a vývojové zázemí. Díky zapojení do řešení rozsáhlejších projektů také získáte zkušenosti s vedením týmů, tudíž máte potenciál v praxi zastávat řídící pozice.
prof. Ing. Pavel Mokrejš, Ph.D.
Ve své výzkumné činnosti se věnuji zpracování vedlejších živočišných produktů bohatých na bílkoviny, zejména na kolagen. Studuji procesní podmínky přeměny kolagenu na želatiny a hydrolyzáty, s důrazem na čisté technologie (aplikace enzymů) a s respektováním principů cirkulární ekonomiky. Věnuji se charakterizaci připravených produktů, návrhem a ověřováním jejich využití v praxi, především pro potravinářské a kosmetické aplikace; za tímto účelem spolupracuji s kolegy z příbuzných disciplín. Snažím se o maximální propojení oboru technologie makromolekulárních látek se souvisejícími obory, zejména pak s environmentálním a procesním inženýrstvím a technologií potravin.
Specializace
Zpracování vedlejších živočišných produktů bohatých na kolagen, elastin, keratin.
Čemu se věnuji
Zabývám se aplikací želatin a hydrolyzátů v potravinářství a kosmetice. Tyto konkrétní želatiny a hydrolyzáty získáváme zpracováním keratinů a kolagenů z vedlejších živočišných produktů, které vznikají v některých průmyslových podnicích. Pomáháme tak řešit otázku jejich odpadového hospodářství.
Spolupráce
Spolupracuji s Mendelovou univerzitou v Brně a s Polnohospodárskou univerzitou v Nitře.
Co vás naučím
Inovativní zpracovatelské metody, které pak využijete v potravinářství nebo při zpracování polymerů.
doc. Ing. Věra Kašpárková CSc.
Před příchodem na UTB ve Zlíně jsem pracovala řadu let ve farmaceutickém výzkumu na vývoji kontrastních látek pro medicínské zobrazování a ve výzkumu zpracování plastů. V současnosti jsem členkou výzkumné skupiny Bioaktivní polymerní systémy působící na Centru polymerních systémů UTB. Nyní se ve svém výzkumu zaměřuji na přípravu a charakterizaci disperzních systémů pro enkapsulaci a uvolňování aktivních látek. Další oblastí, která mě v současnosti zajímá, jsou vodivé polymery a polymerní systémy schopné reagovat svou odezvou na vnější stimuly.
Specializace
Polymery, biomateriály, koloidní chemie
Čemu se věnuji
Připravuji disperzní systémy na bázi polymerů a biopolymerů pro biologické aplikace.
Spolupráce
K organizacím, se kterými spolupracuji, patří:
- Chalmers University of Technology (Švédsko)
- Åbo Akademi University (Finsko)
- The University of Salerno (UNISA, Itálie)
- Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR
- Státní zdravotní ústav v Praze a jeho Národní referenční centrum pro kosmetiku.
Mé projekty
Jsem spoluřešitelkou následujících projektů grantové agentury České republiky (GAČR):
- Vodivé polymery a jejich interakce s buňkami
- Biomimetické materiály na bázi vodivých polymerů
- Interakce biomateriálů s kmenovými buňkami v simulovaných in vivo podmínkách
- Koloidní systémy pro topické formulace. Pickeringovy emulze a koloidy na bázi polymerů
Co vás naučím
Doktorandské studiu není studiem v klasickém slova smyslu. Jeho cílem není naučit se známá fakta, ale vymyslet něco nového, jedinečného, co tady ještě nebylo. Proto se snažím dát svým studentům prostor, aby v sobě našli kreativitu a chuť objevovat. V tom se snažím být jim průvodcem a mentorem.
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D.
Popisuji interakce mezi nejrůznějšími typy materiálů a biologickými systémy, krom toho se zabývám i biokompatibilními modifikacemi povrchů.
Specializace
Biomateriály, fyzikální chemie, koloidní a povrchová chemie
Čemu se věnuji
Popisuji interakce mezi nejrůznějšími typy materiálů s biologickými systémy.
Mé úspěchy
- Molecules Best Paper Award 2014
- Evropský patent
Spolupráce
Spolupracuji s institucemi v Portugalsku, Francii, Slovinsku, Brazílii, Itálii, Lotyšsku, Řecku, Polsku, Rakousku, Slovensku.
Co vás naučím
Samostatnosti, kritickému myšlení, schopnosti publikovat výsledky a všeobecné orientaci ve studované problematice.
doc. Mgr. Robert Vícha, Ph.D.
Zabývám se základním výzkumem v supramolekulární chemii. Tento obor kombinuje klasické dobrodružství návrhu a syntézy nových, dosud neznámých, sloučenin a studium interakcí molekul těchto nových látek s umělými nebo přírodními receptory. Supramolekulární chemie má velmi blízko k molekulární biologii, ale systémy, které zkoumáme, nejsou tak komplikované a ve srovnání s živými organismy se výrazně lépe a exaktněji popisují. Kromě chemie se (laicky) věnuji botanice, zejména možnostem pěstování a reintrodukce vzácných a ohrožených druhů.
Specializace
Supramolekulární chemie | Organická chemie
Čemu se věnuji
Supramolekulární hostitel–host chemie se v té nejjednodušší podobě věnuje studiu interakcí mezi hostiteli (což jsou větší, zpravidla makrocyklické sloučeniny, třeba cyklodextriny nebo cucurbiturily) a hosty (menší, v našem případě organické, molekuly), jež mohou vyplnit dutiny v hostitelských makrocyklech. Tento jednoduchý koncept zpravidla doprovází syntéza nových hostů nebo hostitelů a na druhé straně skládání složitějších nadmolekulárních útvarů, u kterých již očekáváme nějaké funkce.
Zatímco většina týmů ve světě se zabývá syntézou a studiem vlastností hostitelských makrocyklů, my věříme ve velký potenciál vícevazebných hostujících molekul. Supramolekulární systémy poskládané z vícevazebných hostů a vícero druhů makrocyklických hostitelů mohou sloužit jako molekulární strojky použitelné jako katalyzátory, senzory či spínače využitelné například při cíleném transportu a uvolňování léčiv.
Mé úspěchy
Velkým aktuálním projektem naší výzkumné skupiny je stavba supramolekulárního katalyzátoru – umělého enzymu – jehož aktivitu budeme moci řídit pomocí jiných signálních molekul. Tak, jak to umí příroda v živých systémech, ale lidem se to zatím nepodařilo. Tento případný velký úspěch leží teprve před námi a Vy můžete být jeho součástí. Zatím se nám poměrně dobře daří připravovat nové součástky – molekuly sloužící jako modely pro popis chování jednotlivých vazebných míst a také jsme úspěšní v odhalování složitých způsobů, jakými se molekuly v komplikovanějších útvarech navzájem ovlivňují.
Spolupráce
Velmi jemné detaily v chování komplikovaných systémů studujeme ve spolupráci se špičkovou laboratoří nukleární magnetické resonance, která je součástí CEITEC MU v Brně (prof. Radek Marek, Dr. Petr Kulhánek). Některé analýzy provádíme ve spolupráci s Ústavem analytické chemie AV ČR v Brně (Dr. Richard Čmelík). Pokud potřebujeme otestovat biologické účinky nových látek, obracíme se na Přírodovědnou Fakultu UPOL v Olomouci (prof. Miroslav Strnad). Zajímavé modelové ligandy připravujeme také ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR v Praze (Dr. Jiří Kaleta). V rámci povinné zahraniční stáže je možné vycestovat na spřízněná pracoviště v USA (University of Maryland, Ohio University) či v Evropě (Cyclolab v Budapešti, University of Huelva, Jacobs University).
Co vás naučím
Snažím se poskytnout studentům prostor pro rozvoj vlastních schopností, dovedností a nápadů. Pracujeme v týmu, kde má každý šanci ukázat, co umí a kde každý zodpovídá za výsledky své práce. Mým úkolem je poukazovat na zajímavé směry v supramolekulární chemii, které stojí za to prozkoumat, a dále směřovat naše aktivity k výše popsanému společnému cíli.
Naše pracoviště je vybavené pro rozličné způsoby organické syntézy a realizaci supramolekulárních studií. Všechny přístroje jsou studentům přístupné:
➜ Syntéza: pokročilé metody organické syntézy – molekulární design a následná cílená syntéza, práce s vyloučením vlhkosti a/nebo kyslíku, fotochemické přeměny, mikrovlnami asistovaná syntéza, reakce v miligramových množstvích
➜ Analýza, identifikace a charakterizace sloučenin: infračervená spektroskopie, polarimetrie, UV-Vis spektroskopie, hmotnostní spektrometrie, nukleární magnetická resonance
➜ Supramolekulární studie: nukleární magnetická resonance, isotermická titrační kalorimetrie, hmotnostní spektrometrie, UV-Vis titrace.
Kde se uplatníte
Naši studenti po absolvování doktorského studia zpravidla ovládají pokročilé metody organické syntézy, identifikace a charakterizace organických sloučenin a metody fyzikálně-chemického popisu supramolekulárních systémů. Během studia se také zdokonalují v jiných, řekněme „měkkých“ dovednostech, které mohou s výhodou uplatnit ve svém budoucím povolání. Někteří naši absolventi pracují jako výzkumníci například na UTB nebo na UOCHAB AV ČR. Dále jsou naši absolventi schopni vést malý tým, a proto někteří začínají svou kariéru jako výzkumní pracovníci v komerční sféře: Farmak, Colorlak, Mediap, D PLAST, Nestlé a další.
