Περιγραφή

Πέντε ερευνητικές ομάδες, από τρεις ακαδημαϊκούς φορείς (Πολυτεχνική Σχολή/ΠΙ, Σχολή Επιστημών Υγείας/ΠΙ και ΠΔΜ), και ένας ιδιωτικός φορέας (Pharma-Data SA) συνεργάζονται για την υλοποίηση του έργου που έχει σκοπό την ανάπτυξη ενός καινοτόμου αυτοματοποιημένου συστήματος διάγνωσης και θεραπείας της υπεργλυκαιμίας, μέσω καινοφανών διεργασιών σύνθεσης υλικών και δημιουργίας λογισμικών. Τέσσερις διεργασίες πραγματοποιούνται παράλληλα για την τελική υλοποίηση του έργου, οι οποίες περιλαμβάνουν: (1) την ανάπτυξη καινοτόμων υλικών και μεθοδολογιών για την παραγωγή ενός συστήματος ανίχνευσης της γλυκόζης στον ιδρώτα, (2) την καταγραφή της μέτρησης γλυκόζης από ένα φορητό σύστημα/διάταξη και την επεξεργασία της διακύμανσης της τιμής της από ένα έξυπνο λογισμικό, (3) την ανάπτυξη ενός επιθέματος με ένα καινοτόμο νανογαλάκτωμα υπογλυκαιμικών δραστικών ουσιών, οι οποίες αποδεσμέυονται ελεγχόμενα μετά από αμφίδρομη επικοινωνία με το φορητό σύστημα καταγραφής και (4) τον έλεγχο των βιολογικών αλληλεπιδράσεων τόσο των υλικών και φαρμάκων σε in vitro και in vivo μοντέλα.

Αντικείμενο:Αντικείμενο του παρόντος έργου είναι η ανάπτυξη ενός νέου καινοτόμου διαγνωσοθεραπευτικού συστήματος για την αντιμετώπιση του σακχαρώδη διαβήτη. Συγκεκριμένα, προτείνεται η κατασκευή ενός βιοαισθήτηρα γραφενιού, ο οποίος θα είναι σε μορφή επιθέματος και θα μετράει τη συγκέντρωση γλυκόζης στον ιδρώτα, και ενός συστήματος αποδέσμευσης (επίθεμα) υπογλυκαιμικής αγωγής με τη μορφή νανογαλακτώματος. Τα δύο αυτά συστήματα θα φέρουν διατάξεις ελέγχου οι οποίες θα επικοινωνούν (με bluetooth) με φορητή συσκευή (π.χ. κινητό τηλέφωνο). Ο αισθητήρας θα ανιχνεύει τις μεταβολές της συγκέντρωσης γλυκόζης, το έξυπνο λογισμικό της φορητής συσκευής θα τις καταγράφει και θα ενεργοποιεί την αποδέσμευση του νανογαλακτώματος της υπογλυκαιμικής ουσίας το οποίο θα έρχεται σε επαφή με το δέρμα και θα εισέρχεται εντός του οργανισμού του ασθενούς. Το τελικό προϊόν θα είναι πλήρως αυτοματοποιημένο και μη επεμβατικό, θα αποδεσμεύσει το διαβητικό ασθενή από το άγχος και το φόρτο των συνεχών μετρήσεων των επιπέδων γλυκόζης (και ιδιαιτέρως τους ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1 (ΣΔΤ1) οι οποίοι πρέπει να λαμβάνουν ενέσιμη ινσουλίνη για να αντιμετωπίσουν την υπεργλυκαιμία) και θα συμβάλλει στη βελτίωση της ποιότητας ζωής του.

Στόχοι:
Οι επιμέρους στόχοι του παρόντος έργου συνοψίζονται ως εξής:

1. Η παρασκευή με καινοτόμες τεχνικές (Langmuir-Blodgett) υπέρλεπτων υμένιων νέων δισδιάστατων υλικών άνθρακα (γραφένιο, ‘ντοπαρισμένο’ γραφένιο και ‘νιτρικό γραφένιο’), τα οποία δύναται να συνδυαστούν με βιολειτουργικά μόρια ή ενώσεις με ικανότητα δέσμευσης της γλυκόζης (οξειδάση της γλυκόζης, κονκοβαλαμίνη, βορονικό οξύ) με σκοπό τη δημιουργία αισθητήρων για την ανίχνευση, σε πρώτο στάδιο, της γλυκόζης μέσα από τον ιδρώτα.
2. Η εφαρμογή φιλικών προς το περιβάλλον τεχνικών καθώς η αποφυλλοποίηση των γραφιτικών υλικών (απομόνωση φύλλων γραφενίου) πραγματοποιείται απευθείας από γραφίτη χρησιμοποιώντας βιολογικούς (πράσινους) διαλύτες (νερό παρουσία πρωτεϊνών/φανολικών οξέων που θα λειτουργήσουν ως μέσα διασποράς.
3. Η ανάπτυξη υπολογιστικών συστημάτων (hardware και software) για την καταγραφή τωντιμών της γλυκόζης που ανιχνεύει ο αισθητήρας, και τον έλεγχο της αποδέσμευσης φαρμάκου από το επίθεμα.
4. Η ανάπτυξη συστημάτων νανοεγκλεισμού υπογλυκαιμικών φαρμάκων (αναστολέων SGLT-2 και αναλόγων GLP-1) σε νανο-γαλακτώματα και η τοποθέτησή τους εντός του επιθέματος με στόχο την αύξηση της αποτελεσματικότητας της θεραπείας.
5. Η πραγματοποίηση βιολογικών ελέγχων τοξικότητας των υλικών και αποτελεσματικότητας του συστήματος.

Αναμενόμενα αποτελέσματα:

Τα αποτελέσματα του έργου αναμένεται να συμβάλλουν σε τέσσερις διαφορετικούς τομείς: στον επιστημονικό, τον οικονομικό, τον περιβαλλοντικό, και τον κοινωνικό τομέα.

1. ΓΗ συμμετοχή νέων ερευνητών από 5 διαφορετικές επιστημονικές περιοχές (Επιστήμης Υλικών, Βιοτεχνολογίας, Μηχανικών Πληροφορικής, Ιατρικής και Φαρμακολογίας) για την υλοποίηση του έργου, συμβάλλει στην εφαρμογή καινοτόμων μεθοδολογιών, στην άμεση συνεργασία και διάχυση των γνώσεων και εν κατακλείδι στην ενίσχυση της ποιότητας των επιστημόνων.

Οικονομικός τομέας:
1. Η ανάπτυξη του DEMIGOD στοχεύει στη διεξαγωγή καινοτόμου έρευνας με ισχυρό εμπορικό ενδιαφέρον. O επιπολασμός του ΣΔ ανέρχεται σε περίπου 8.5% του παγκόσμιου πληθυσμού και στην Ελλάδα σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία στο 9.9%. Η ανάπτυξη του DEMIGOD απευθύνεται συνεπώς σε μια μεγάλη αγορά από την οποία η Ελλάδα απέχει. Η ενσωμάτωση της τεχνογνωσίας των ερευνητικών φορέων για την παραγωγή του τελικού προϊόντος θα προσθέσει στην εταιρεία σημαντικά πλεονεκτήματα ώστε να ενισχύσει την εξαγωγική της δυναμική καθώς και να αυξήσει σημαντικά το μερίδιο της στην αγορά σε διεθνές/εγχώριο επίπεδο.
2. Επίσης, η απαίτηση για εξειδικευμένο προσωπικό θα αυξήσει τις ευκαιρίες απασχόλησης για νέους ερευνητές.
3. Αναμένονται και σημαντικά οφέλη για την εθνική οικονομία μέσω της εφαρμογής της τεχνογνωσίας των φορέων για την παραγωγή και την εκμετάλλευση του τελικού προϊόντος.
4. Η εμπορική εκμετάλλευση των αποτελεσμάτων του έργου αναμένεται να αποφέρει οικονομικά οφέλη σε όλους τους συμμετέχοντες αλλά και στους τελικούς χρήστες των προϊόντων (διαβητικοί ασθενείς). Μακροπρόθεσμα αναμένεται να συμβάλλει στην ευρύτερη οικονομική και κοινωνική ανάπτυξη του κράτους και στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας μέσα από την εξέλιξη και αναβάθμιση του προϊό-ντος αλλά και την των υπηρεσιών που θα δημιουργηθούν.

Κοινωνικός τομέας:
Βελτίωση της ποιότητας ζωής των ασθενών και καλύτερη προσκόλληση στο θεραπευτικό σχήμα, καθώς:
1. προσφέρεται πλήρως αυτοματοποιημένος έλεγχος του ΣΔ με συνεχείς μετρήσεις των επιπέδων γλυκόζης και χορήγηση του φαρμάκου, και μη- επεμβατική θεραπεία με τη χρήση επιθεμάτων. Ειδικά για τους ασθενείς που κάνουν χρήση ινσουλίνης, και αναγκάζονται καθημερινά να λαμβάνουν πολλαπλές μετρήσεις γλυκόζης και ενέσιμη χορήγηση ινσουλίνης, η χρήση του DEMIGOD θα επιφέρει άμεση βελτίωση της ποιότητας ζωής τους
2. επιτυγχάνεται μείωση εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών, καθώς η αυτοματοποίηση του συστήματος και η χορήγηση νανογαλακτώματος φαρμάκου συνεισφέρει στην ελεγχόμενη αποδέσμευση, συνεχή και σταθερή ροή του φαρμάκου και άρα στη μείωση της δοσολογίας που απαιτείται.
3. επιτυγχάνεται άμεση ενημέρωση του θεράποντος ιατρού από το σύστημα/διάταξη DEMIGOD μέσω της καταγραφής των δεδομένων για την πορεία του ΣΔ του εκάστοτε ασθενούς.

Οικονομικός τομέας:
1. Η ανάπτυξη του DEMIGOD στοχεύει στη διεξαγωγή καινοτόμου έρευνας με ισχυρό εμπορικό ενδιαφέρον. O επιπολασμός του ΣΔ ανέρχεται σε περίπου 8.5% του παγκόσμιου πληθυσμού και στην Ελλάδα σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία στο 9.9%. Η ανάπτυξη του DEMIGOD απευθύνεται συνεπώς σε μια μεγάλη αγορά από την οποία η Ελλάδα απέχει. Η ενσωμάτωση της τεχνογνωσίας των ερευνητικών φορέων για την παραγωγή του τελικού προϊόντος θα προσθέσει στην εταιρεία σημαντικά πλεονεκτήματα ώστε να ενισχύσει την εξαγωγική της δυναμική καθώς και να αυξήσει σημαντικά το μερίδιο της στην αγορά σε διεθνές/εγχώριο επίπεδο.
2. Επίσης, η απαίτηση για εξειδικευμένο προσωπικό θα αυξήσει τις ευκαιρίες απασχόλησης για νέους ερευνητές.
3. Αναμένονται και σημαντικά οφέλη για την εθνική οικονομία μέσω της εφαρμογής της τεχνογνωσίας των φορέων για την παραγωγή και την εκμετάλλευση του τελικού προϊόντος.
4. Η εμπορική εκμετάλλευση των αποτελεσμάτων του έργου αναμένεται να αποφέρει οικονομικά οφέλη σε όλους τους συμμετέχοντες αλλά και στους τελικούς χρήστες των προϊόντων (διαβητικοί ασθενείς). Μακροπρόθεσμα αναμένεται να συμβάλλει στην ευρύτερη οικονομική και κοινωνική ανάπτυξη του κράτους και στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας μέσα από την εξέλιξη και αναβάθμιση του προϊό-ντος αλλά και την των υπηρεσιών που θα δημιουργηθούν.

Περιβαλλοντικός τομέας:
1. Η αποφυλλοποίηση του γραφενίου με μια περιβαλλοντικά φιλική, ελεγχόμενη και παραγωγική μέθοδο χωρίς τη χρήση επικίνδυνων διαλυτών που εμφανίζουν υψηλή τοξικότητα και των οποίων η αποικοδόμηση των προϊόντων μπορεί να έχει καταστροφικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, συγκεκριμένα με τη χρήση βιομορίων σε νερό μέσω μιας τεχνολογίας αιχμής, εξαλείφοντας την τοξικότητα, αποτελεί μια καινοτόμο πράσινη τεχνική που μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.