Nanomateriały Polimerowe i Hybrydowe do Zastosowań Biologicznych

Profil badawczy

Obszary badawcze grupy Nanomateriałów Polimerowych i Hybrydowych do Zastosowań Biologicznych pokrywają kilka dziedzin naukowych z zakresu chemii organicznej, chemii fizycznej i chemii biologicznej. Tematyka badawcza oparta jest o samoorganizację wieloskładnikowych układów organicznych pochodzenia syntetycznego i naturalnego, stosowanych w roztworach oraz jako układów deponowanych na podłożach stałych. Szczegółowe obszary badawcze Zespołu obejmują projektowanie, syntezę i charakterystykę nowych układów polimerowych jako nośników substancji biologicznie aktywnych, materiałów hybrydowych do zastosowań biomedycznych w terapii przeciwnowotworowej i terapii genowej, a także w ochronie środowiska. Prowadzone badania obejmują dodatkowo preparatykę oraz funkcjonalizację podłoży i rusztowań do hodowli komórek dla potrzeb inżynierii tkankowej.

Kompetencje

• Metodyka syntezy chemicznej.
• Charakterystyka nowych związków metodami spektroskopowymi.
• Samoorganizacja supramolekularna.
• Projektowanie i preparatyka nowych układów hybrydowych o obniżonej toksyczności.
• Preparatyka liposomów i nanocząstek magnetycznych dla aplikacji biomedycznych.
• Preparatyka i modyfikacja powierzchni polimerami i innymi powłokami organicznymi.
• Charakterystyka oddziaływania komórek z podłożami.
• Funkcjonalizacja podłoży polimerowych o kontrolowanej odpowiedzi komórkowej.
• Pomiary na wadze Langmuira.
• Pomiary XPS materiałów organicznych i biologicznych.
• Pomiary hipertermii nanocząstek magnetycznych.

Kierownik

• prof. dr. hab. Szczepan Zapotoczny

Członkowie

• dr Dorota Lachowicz
• dr Michał Szuwarzyński
• dr Magdalena Wytrwał
• mgr inż. Katarzyna Szmajnta

Laboratoria

• Pracownia Preparatyki Chemicznej
• Laboratorium Analiz Fizykochemicznych i Nanomateriałów dla Biomedycyny i Energetyki
• Laboratorium Cienkich Warstw, Nanostruktur i Spektroskopii Fotoelektronów
• Laboratorium Magnetometrii
• Laboratorium Hodowli Komórek
• Laboratorium Mikroskopii Sił Atomowych

Publikacje

2022

• Enhanced Assembly of Ag Nanoparticles for Surface-Independent Fabrication of Conductive Patterns

  Michał Szuwarzyński, Łukasz Mazur, Mariusz Borkowski, Krzysztof Maćkosz, Konrad Giżyński, Tomasz Mazur, ACS Appl. Nano Mater.  5, 12711(2022), tekst: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.2c02559

• Thermal Decomposition Pathways of ZnxFe3–xO4 Nanoparticles in Different Atmospheres

  Juliusz Kuciakowski, Joanna Stȩpień, Jan Żukrowski, Dorota Lachowicz, Antoni Żywczak, Marta Gajewska,  Marek Przybylski,  Simone Pollastri, Luca Olivi, Marcin Sikora, Angelika Kmita, ACS Ind. Eng. Chem. Res. 61, 34, 12532–12544 (2022), tekst: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.2c01572

• SI-ATRP on the lab bench: A facile recipe for oxygen-tolerant PDMAEMA brushes synthesis using microliter volumes of reagents

  Monika Flejszar, Kinga Ślusarczyk, Paweł Chmielarz, Joanna Smenda, Karol Wolski, Magdalena Wytrwal-Sarna, Marcin Oszajca, Polymer 257, 125268 (2022), tekst: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125268

• The effect of the topmost layer and the type of bone morphogenetic protein-2 immobilization on the mesenchymal stem cell response.

  MagdalenaWytrwal-Sarna, Małgorzata Sekuła-Stryjewska, Agata Pomorska, Ewa Ocłoń, Katarzyna Gajos, Michal Sarna, Ewa Zuba-Surma, Andrzej Bernasik, Krzysztof Szczubiałka, International Journal of Molecular Sciences 23, 9287 (2022), tekst: https://doi.org/10.3390/ijms23169287

• Molecular insights into the self-assembly of hydrophobically modified chondroitin sulfate in aqueous media

  Agata Żak, Grzegorz Łazarski, Magdalena Wytrwal-Sarna, Dorota Jamróz, Magdalena Górniewicz, Aleksander Foryś, Barbara Trzebicka, Mariusz Kepczynski, Carbohydrate Polymers 297, 119999 (2022), tekst: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119999

• Low roughness, elevated stiffness and thickness-modulated surface nanocomposites based on the controlled deposition of polystyrene nanoparticles

  Mariusz Borkowski, Łukasz Mazur, Krzysztof Maćkosz, Tomasz Mazur, Michał Szuwarzyński, Journal of Materials Research and Technology 19, 2799 (2022), tekst: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422008936

• Effect of tribo-layer developed during turning of Ti–6Al–4V ELI alloy on its low-temperature gas nitriding

  Daniel Toboła , Jerzy Morgiel, Łukasz Maj, Małgorzata Pomorska, Magdalena Wytrwal-Sarna, Applied Surface Science 602 (2022) 154327, tekst: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154327

• One-Step Preparation of Highly Stable Copper–Zinc Ferrite Nanoparticles in Water Suitable for MRI Thermometry

  Lachowicz, J. Stroud, J. Hankiewicz, R. Gassen, A. Kmita, J. Stepień, Z. Celinski, M. Sikora, J. Żukrowski, M. Gajewska, M. Przybylski, Chemistry of Materials 34, 4001 (2022), tekst: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00079

• Working electrode geometry effect: A new concept for fabrication of patterned polymer brushes via SI-seATRP at ambient conditions

  Monika Flejszar, Kinga Slusarczyk, Paweł Chmielarz, Karol Wolski, Abdirisak A. Isse, Armando Gennaro, Magdalena Wytrwal-Sarna, Marcin Oszajca, Polymer 255, 125098 (2022), tekst: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125098

• Scale mass gain, morphology and phase composition of air and steam oxidized electron beam melted and cast Ti–48Al–2Nb-0.7Cr-0.3Si alloys

  T.Dudziak, E.Rząd, J. Morgiel, M. Wytrwal-Sarna, A.Kirchner, M.Pomorska, L.Boron, T.Polczyk, G.Moskal, D.Toboła, B.Klöden, T.Weißgärber, Intermetallics, 145, 107553 (2022), tekst: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2022.107553

• Effect of polycation nanostructures on cell membrane permeability and toxicity†

  Magdalena Wytrwal-Sarna, Paulina Knobloch, Sławomir Lasota, Marta Michalik, Maria Nowakowska Mariusz Kepczynski
  Environ. Sci.: Nano 9, 702 (2022)
  tekst:https://doi.org/10.1039/D1EN01156A

2021

• Effect of thermal treatment at inert atmosphere on structural and magnetic properties of non-stoichiometric zinc ferrite nanoparticles

  Angelika KMITA, Jan ŻUKROWSKI, Juliusz KUCIAKOWSKI, Marianna MARCISZKO WIĄCKOWSKA, ANTONI ŻYWCZAK, Dorota LACHOWICZ, Marta GAJEWSKA, Marcin SIKORA, Metallurgical and Materials Transactions A 52, 1632–1648 (2021), tekst: https://doi.org/10.1007/s11661-021-06154-3

• Utilisation of carp skin post-production waste in binary films based on furcellaran and chitosan to obtain packaging materials for storing blueberries

  Magdalena Janik, Ewelina Jamróz, Joanna Tkaczewska, Lesław Juszczak, Piotr Kulawik, Michał SZUWARZYŃSKI, Karen Khachatryan, Pavel Kopel, Materials 2021, 14, 1–14, teskt: https://doi.org/10.3390/ma14247848

• Tuning the surface properties of poly(allylamine hydrochloride)-based multilayer films

  Justyna Ciejka, Michał Grzybała, Arkadiusz Gut, Michał SZUWARZYŃSKI, Krzysztof Pyrc, Maria Nowakowska, Krzysztof Szczubiałka, Materials 2021, 14, 1–19, tekst: https://doi.org/10.3390/ma14092361

• Structurally stable hybrid magnetic materials based on natural polymers – preparation and characterization

  Sylwia FIEJDASZ, Adriana GILARSKA, Wojciech HORAK, Agnieszka RADZISZEWSKA, Tomasz STRĄCZEK, Michał SZUWARZYŃSKI, Maria Nowakowska, Czesław KAPUSTA, Journal of Materials Research and Technology 2021, 15, 3149–3160, tekst:https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.09.124

• Preparation and characterization of oxidation-resistant black glass (SiCO) coatings obtained by hydrosilylation of polysiloxanes

  Anna NYCZYK-MALINOWSKA, Wiktor NIEMIEC, Grzegorz SMOŁA, Richard GAWEŁ, Michał SZUWARZYŃSKI, Zbigniew GRZESIK, Surface and Coatings Technology 2021, 407, 1-12, tekst:https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126760

• Novel solid silicon oxycarbide unmodified carbon nanotube composite coating: structure, topography and mechanical properties

  Wiktor NIEMIEC, Maria OWIŃSKA, Anna Ferenc, Michał SZUWARZYŃSKI, Elżbieta DŁUGOŃ, Coatings 2021, 11, 1-12, tekst: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2021.101433

• Macromolecular strategies for transporting electrons and excitation energy in ordered polymer layers

  Michał SZUWARZYŃSKI, Karol Wolski, Tomasz Kruk, Szczepan Zapotoczny, Progress in Polymer Science 2021, 121, 1–41, tekst: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2021.101433

• Control of specific/nonspecific protein adsorption: functionalization of polyelectrolyte multilayer films as a potential coating for biosensors

  Tomasz Kruk, Monika Bzowska, Alicja Hinz, Michał SZUWARZYŃSKI, Krzysztof Szczepanowicz, Materials 2021, 14, 1–13, tekst: https://doi.org/10.3390/ma14247629

• Composite biopolymer films based on a polyelectrolyte complex of furcellaran and chitosan

  Ewelina Jamróz, Magdalena Janik, Lesław Juszczak, Tomasz Kruk, Piotr Kulawik, Michał SZUWARZYŃSKI, Agnieszka Kawecka, Karen Khachatryan, Carbohydrate Polymers 2021, 274, 1–11, tekst: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118627

• The influence of IONPs core size on their biocompatibility and activity in in vitro cellular models

  N. Janik-Olchawa, A. Drozdz, D. Ryszawy, M. Pudelek, K. Planeta, Z. Setkowicz, M. Sniegocki, M. Wytrwal-Sarna, M. Gajewska, J. Chwiej

  Scientific Reports 11, 21808 (2021)
  tekst: https://doi.org/10.1038/s41598-021-01237-y
  Zakład: ZNPB, ZIM

• Effect of Thermal Treatment at Inert Atmosphere on Structural and Magnetic Properties of Non-stoichiometric Zinc Ferrite Nanoparticles

  A. Kmita, J. Żukrowski, J. Kuciakowski, M. Marciszko-Wiąckowska, A. Żywczak, D. Lachowicz, M. Gajewska, M. Sikora
  Metallurgical and Materials Transactions A 52, 1632–1648 (2021)
  tekst: https://doi.org/10.1007/s11661-021-06154-3
  Zakład: ZMFN, ZIM, ZEKN, ZNPHZB

2020

1. Selective magnetometry of superparamagnetic iron oxide nanoparticles in liquidsJ. Kuciakowski, A. Kmita, D. Lachowicz, M. Wytrwal-Sarna, K. Pitala, S. Lafuerza, D. Koziej, A. Juhin, M. Sikora, Nanoscale 12, 16420-16426 (2020), tekst: https://doi.org/10.1039/d0nr02866e
2. Coacervate Thermoresponsive Polysaccharide Nanoparticles as Delivery System for Piroxicam D.Lachowicz, A.Kaczyńska, A.Bodzon-Kulakowska, A.Karewicz, R.Wirecka, M.Szuwarzyński, S.Zapotoczny International Journal of Molecular Sciences 21(24),9664 (2020) tekst: https://doi.org/10.3390/ijms21249664
3. Tailoring cellular microenvironments using scaffolds based on magnetically-responsive polymer brushesW.Górka-Kumik, P.Garbacz, D.Lachowicz, P.Dąbczyński, S.Zapotoczny, M.Szuwarzyński, Journal of Materials Chemistry B 8, 10172-10181 (2020), tekst: https://doi.org/10.1039/D0TB01853H
4. Pentavalent vanadium species as potential corrosion inhibitors of Al2Cu intermetallic phase in the sulfuric(VI) acid solutions, Przemysław Kwolek, Barbara Kościelniak, Magdalena Wytrwał- Sarna, Materials 13(8), 1946 (2020) https://doi.org/10.3390/ma13081946
5. Structural evolution of supported lipid bilayers intercalated with quantum dots, M. Wlodek, A. Slastanova, L. J. Fox, N. Taylor, O. Bikondoa, M. Szuwarzynski, M. Kolasinska-Sojka, P. Warszynski, W. H. Briscoe, Journal of Colloid and Interface Science 562, 409-417 (2020), tekst: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.11.102
6. Surface potential and roughness controlled cell adhesion and collagen formation in electrospun PCL fibers for bone regeneration, S. Metwally, S. Ferraris, S. Spriano, Z. J. Krysiak, Z.J., Ł. Kaniuk, M. M. Marzec, S. K. Kim, P. K. Szewczyk, A. Gruszczyński, M. Wytrwal-Sarna, J. E. Karbowniczek, A. Bernasik, S. Kar-Narayan, U. Stachewicz, Materials and Design 194, 108915 (2020), tekst: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108915
7. Stabilizing fluorite structure in ceria-based high-entropy oxides: Influence of Mo addition on crystal structure and transport properties, J. Dąbrowaa, M. Szymczak, M. Zajusz, A. Mikuła, M. Moździerz, K. Berent, M. Wytrwal-Sarna, A. Bernasik, M. Stygar, K. Świerczek, Journal of the European Ceramic Society, published online (2020), tekst: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.07.014

2019

1. Nanohydrogels Based on Self-Assembly of Cationic Pullulan and Anionic Dextran Derivatives for Efficient Delivery of Piroxicam, D. Lachowicz, P. Mielczarek, R. Wirecka, K. Berent, A. Karewicz, M. Szuwarzyński, S. Zapotoczny Pharmaceutics 11(12), 622 (2019) https://doi.org/10.3390/pharmaceutics11120622
2. Silver Nanoparticle-Based Assay for the Detection of Immunoglobulin Free Light Chains, Anna Lizoń, M. Wytrwal-Sarna, M. Gajewska, R. Drożdż Materials 12, 2981 (2019) https://doi.org/10.3390/ma12182981
3. Formation of Strong Polycation (Poly[(3-allylamino-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride]) Monolayers on Mica, Silica, and Gold Substrates: Modeling and Experimental Studies, A. Michna, P. Batys, M. Morga, A. Pomorska, M. Wytrwal-Sarna, M. Kepczynski, Z. Adamczyk J. Phys. Chem. C 123, 19022−19032 (2019) https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b04533
4. Gradient of zinc content in the core-shell zinc ferrites nanoparticles – precise study on composition and magnetic properties, D. Lachowicz, R. Wirecka, W. Górka-Kumik, M. Marzec, M. Gajewska, A. Kmita, J. Żukrowski, M. Sikora, S. Zapotoczny, A. Bernasik Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 23473-23484 (2019) https://doi.org/10.1039/C9CP03591E
5. Surface potential tailoring of PMMA fibers by electrospinning for enhanced triboelectric performance, T. Busolo, D. P. Ura, S. K. Kim, M. M. Marzec, A. Bernasik, U. Stachewicz, S. Kar-Narayan Nano Energy 57, 500–506 (2019) https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.037
6. Analysis of toxicity and anticancer activity of micelles of sodium alginate-curcumin, Karabasz A, Lachowicz D, Karewicz A, Mezyk-Kopec R, Stalińska K, Werner E, Cierniak A, Dyduch G, Bereta J, Bzowska M International Journal of Nanomedicine 14, 7249–7262 (2019) https://doi.org/10.2147/IJN.S213942
7. Enhanced hyperthermic properties of biocompatible zinc ferrite nanoparticles with a charged polysaccharide coating, Lachowicz, W. Górka, A. Kmita, A. Bernasik, J. Żukrowski, W. Szczerba, M. Sikora, C. Kapusta, and S. Zapotoczny Mater. Chem. B 7, 2962 (2019) https://doi.org/10.1039/c9tb00029a
8. Magnetically Navigated Core–Shell Polymer Capsules as Nanoreactors Loadable at the Oil/Water Interface, J. Odrobińska, E. Gumieniczek-Chłopek, M. Szuwarzyński, A. Radziszewska, S. Fiejdasz, T. Strączek, C. Kapusta, S. Zapotoczny ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 10905 (2019) https://doi.org/10.1021/acsami.8b22690
9. Homogeneous Embedding of Magnetic Nanoparticles into Polymer Brushes during SimultaneousSurface-Initiated Polymerization, W. Górka,T. Kuciel, P. Nalepa, D. Lachowicz, S. Zapotoczny, M. Szuwarzynski Nanomaterials 9, 456 (2019) https://doi.org/10.3390/nano9030456
10. Blood-compatible, stable micelles of sodium alginate – curcumin bioconjugate for anti-cancer applications, Lachowicz, A. Karabasz, M. Bzowska, M. Szuwarzyński, A. Karewicz, M. Nowakowska European Polymer Journal 113, 208 (2019) https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.01.058
11. Polymer brushes grafted from nanostructured zinc oxide layers – Spatially controlled decoration of nanorods, A. Pomorska, K. Wolski, M. Wytrwal-Sarna, A. Bernasik, S. Zapotoczny European Polymer Journal 112, 186-194 (2019) https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.01.012
12. Enhancement of the growth of polymer brushes via ATRP initiated from ions-releasing indium tin oxide substrates, A. Gruszkiewicz, M. Słowikowska, G. Grześ, A. Wójcik, J. Rokita, A. Fiocco, M. Wytrwal-Sarna, M. Marzec, B. Trzebicka, M. Kopeć, K. Wolski, S. Zapotoczny European Polymer Journal 112, 817-821 (2019) https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2018.11.004
13. Halloysite-alkaline phosphatase system—A potential bioactive component of scaffold for bone tissue engineering, Pietraszek, A. Karewicz, M. Widnic, D. Lachowicz, M. Gajewska, A. Bernasik, M. Nowakowska Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 173, 1-8 (2019) https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.09.040

2018

1. Fabrication of Functional Carbon/Magnetic Nanocomposites as a Promising Model of Utilization of Used Crosslinked Polymers, R. Alosmanov, J. Imanova, K. Wolski, R. Ziemmermann, S. Fiejdasz, J. Przewoźnik, K. Goc, C. Kapusta, S. Zapotoczny, M. Szuwarzyński Materials 11(12), 2595 (2018) https://doi.org/10.3390/ma11122595
2. A Hybrid System for Magnetic Hyperthermia and Drug Delivery: SPION Functionalized by Curcumin Conjugate, . Lachowicz, A. Kaczyńska, R. Wirecka, A. Kmita, W. Szczerba, A. Bodzoń-Kułakowska, M. Sikora, A. Karewicz, S. Zapotoczny Materials 11(12), 2388 (2018) https://doi.org/10.3390/ma11122388
3. Supported lipid bilayers with encapsulated quantum dots (QDs) via liposome fusion: Effect of QD size on bilayer formation and structure, M. Wlodek, M. Kolasińska-Sojka, M. Szuwarzyński, S. Kereïche, L. Kováčik, L. Zhou, L. Islas, P. Warszyński, W. H. Briscoe Nanoscale 10, 17965 (2018) https://doi.org/10.1039/C8NR05877F
4. Label-free Infrared Spectroscopy and Imaging of Single Phospholipid Bilayers with Nanoscale Resolution, A. Cernescu, M. Szuwarzyński, U. Kwolek, P. Wydro, M. Kepczynski, S. Zapotoczny, M. Nowakowska, L. Quaroni Analytical Chemistry 90, 10179–10186 (2018) https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b00485
5. Tuning of elasticity and surface properties of hydrogel cell culture substrates by simple chemical approach ,S. Fiejdasz, W. Horak, J. Lewandowska-Łańcucka, M. Szuwarzyński, J. Salwiński, M. Nowakowska Journal of Colloid and Interface Science 524, 102 (2018) https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.04.004
6. Protein adsorption mechanisms at rough surfaces: Serum albumin at a gold substrate, Zbigniew Adamczyk, Agata Pomorska, Małgorzata Nattich-Rak, Magdalena Wytrwal-Sarna, Andrzej Bernasik Journal of Colloid and Interface Science 530, 631-641 (2018) https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.06.063
7. Design and characterization of silicone micromaterials: A systematic study, J. Lewandowska-Łańcucka, M. Staszewska, M. Szuwarzyński, S. Zapotoczny, M. Kepczynski, Z. Olejniczak, B. Sulikowski, M. Nowakowska Materials and Design 146, 57–68 (2018) https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.03.010
8. Magnetic nanocomposites based on phosphorus-containing polymers – structural characterization and thermal analysis, Rasim Alosmanov, Michał Szuwarzyński, Juergen Schnelle-Kreis, Georg Matuschek, Abel Magerramov, Abdulsaid Azizov, Ralf Zimmermann, Szczepan Zapotoczny Nanotechnology 29 (13), 135708 (2018) https://doi.org/10.1088/1361-6528/aaaaee
9. Nucleobases functionalized quantum dots and gold nanoparticles bioconjugates as a Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) system – synthesis, characterization and potential applications, Ł. Rodzik-Czałka, J. Lewandowska-Łańcucka, V. Gatta, I. Venditti, I. Fratoddi, M. Szuwarzyński, M. Romek, M. Nowakowska Journal of Colloid and Interface Science 514, 479-490 (2018) https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.12.060
10. Molecular engineering of logic gate types by module rearrangement in ‘Pourbaix Sensors’: the effect of excited-state electric fields, J. C. Spiteri, S. A. Denisov, G. Jonusauskas, S. Klejna, K. Szaciłowski, N. D. McClenaghan and D. C. Magri Organic Biomolecular Chemistry 16, 6195 (2018) https://doi.org/10.1039/c8ob00485d
11. Novel and effective synthesis protocol of AgNPs functionalized using L-cysteine as a potential drug carrier ,M. Wojnicki, M. Luty-Błocho, M. Kotańska, M. Wytrwał, T. Tokarski, A. Krupa, M. Kołaczkowski, A. Bucki, M. Kobielusz Naunyn-Schmiedebergs Archives of Pharmacology 391 (2), 123–130 (2018) https://doi.org/10.1007/s00210-017-1440-x