Teaching
Proposed topics
Topics of doctoral theses:
| Assessment of physicochemical properties of various dosage forms during drug release –comprehensive approach using NMR/MRI. Various types of polymer based dosage forms are characterized by specific structure and local properties due to different excipient sets, different technology and technological parameters, size and others. Following types of dosage forms will be studies: modified release matrix dosage forms, gastroretentive modified release matrix dosage forms, wound dressings (hydrogel membranes with drug substance), intravaginal matrix dosage forms, implants, and buccal matrix dosage forms. The issue is to establish approaches to specific dosage forms to be able to aid development process by characterizing physicochemical properties of the matrices during drug release. Mainly NMR/MRI methods will be used to assess mass (solvent) transport, polymer mobilization, drug-solvent interaction and others. Supervisor: Dr hab. Władysław Węglarz |
| Application of MAS NMR spectroscopy in material research. MAS NMR spectroscopy (magic angle spinning nuclear magnetic resonance) is a technique used in the study of solids, enabling the analysis of their composition and structure. Due to the spinning of the sample at the “magic” angle (54.7°) in relation to the magnetic field, it is possible to obtain a spectrum containing a number of lines, the analysis of which enables precise determination of the relative contents of a different resonance nuclei, their mutual coordination or location in the crystal structure. The subject of the work will optionally include two groups of issues: – Research on the structure of polymers, bioactive inorganic glasses and new microporous and ceramic materials, as well as evaluation of the effectiveness of new methods of synthesizing nanomaterials used in electronics and photovoltaics. The research will be carried out in cooperation with the faculties of Materials Science and Ceramics as well as Fuels and Energy of the AGH. – Study of the structure and properties of molecular sieves and the influence of zeolite structure modification on their catalytic properties, carried out in cooperation with the Institute of Chemistry of the Jagiellonian University and the Institute of Catalysis and Surface Chemistry of the Polish Academy of Sciences. Supervisor: Dr hab. Władysław Węglarz |
| Application of MR imaging spectroscopy techniques in the study of new theanostic agents in vitro and in vivo. Thearnostics Nanomaterials are used as drug carriers and contrast agents at the same time, which, on the one hand, enables the delivery of the drug to the body, and on the other, improves imaging diagnostics. In particular, teranostics containing gadolinium compounds (Gd) or iron oxides (SPIO) in structure can be used for diagnostic imaging based on magnetic resonance imaging (MRI). It is also possible to use resonance nuclei other than hydrogen (e.g. fluorine 19F) as the contrast agent. The research topic will include the study of contrast properties and the effectiveness of drug transport to the brain, for nanocapsule-type theranostics, with a contrast agent (Gd, SPIO or 19F) embedded in the poly-electrolyte coating and the drug material in the core. In in vitro conditions, with the use of gel phantoms, relaxation properties will be tested and contrasting properties will be assessed, while the possibility of effective delivery of neuroprotective agents to the brain will be tested using an animal model. The work will be conducted in cooperation with the Institute of Catalysis and Surface Chemistry of the Polish Academy of Sciences and the Department of Pharmacy of the Collegium Medicum of the Jagiellonian University. Supervisor: Dr hab. Władysław Węglarz |
Topisc of bachelor's, engineering and Master's thesis:
| Badania możliwości obrazowania magnetyczno-rezonansowego teranostycznych nośników leków. Termin „teranostyki” obejmuje struktury chemiczne o rozmiarach zazwyczaj kilkuset nanometrów mających za zadanie transport leków i jednocześnie zawierających czynnik kontrastujący dla określonego typu obrazowania, np. obrazowania magnetyczno-rezonansowego. Struktura taka może mieć formę nanokapsułki zawierającej w jądrze środek leczniczy, zaś w wielowarstwowej otoczce środek kontrastujący. W przypadku obrazowania MR jako środek kontrastujący mogą być wykorzystane związki gadolinu, tlenki żelaza lub fluor. Celem proponowanej pracy magisterskiej/licencjackiej będzie wykonanie pomiarów obrazowych, spektroskopowych i/lub relaksacyjnych roztworów żelowych (symulujących tkankę organizmów żywych) teranostycznych nanokapsułek oraz ilościowa analiza wyników, mające na celu określenie możliwości wykrywania oraz przestrzennego mapowania obecności teranostyka i wyznaczenie progu jego detekcji w tkance. Pomiary na zsyntetyzowanych nanokapsułkach z wbudowanym środkiem kontrastowym zostaną wykonane przy wykorzystaniu jedynej w Krakowie aparatury do obrazowania MR pracującej w polu 9.4T. Supervisor: Dr hab. Władysław Węglarz |
| Study of the relaxation times of magnetic resonance contrast agents at 9.4T. This topic is related to resonance imaging of prostate cancer using targeted contrast agents based on superparamagnetic nanoparticles NaDyF4/NaGdF4 synthesized with an antibody characteristic for prostate cancer PSMA (Prostate Specific Membrane Antigen). As part of this topic the candidate will measure the magnetic properties of various nanoparticles based on iron oxide, manganese oxide, dysprosium and gadolinium.. The magnetic properties of the compounds, in particular T1 and T2 relaxation times, will be measured on the 9.4T Magnetic Resonance Imaging System available at the Institute of Nuclear Physics of the National Academy of Sciences. Data post-processing will be accomplished using Excel and Origin It will allow for the comprehensive evaluation of nanoparticles considering their application as contrast agents for magnetic resonance imaging of tumors. Supervisor: Dr hab. Barbara Błasiak |
| The development of contrast agents for molecular imaging of prostate cancer. The objective of the project is to develop a targeted MRI contrast agent for early diagnosis of prostate cancer. New nanoparticles conjugated with tumor specific antibodies will be used for in vivo MR of prostate tumors in an animal model with increased contrast, specificity and sensitivity when compared to imaging techniques that use non-targeted contrast agents. The 9.4T pre-clinical MRI system located at the Institute of Nuclear Physics, Krakow will be used. New core/shell nanoparticles comprising NaDyF4/NaGdF4 , that shorten both T1 and T2 relaxation times, will be tested and applied. Toxicity, biodistribution, clearance of the contrast agent and relaxation times of water protons in presence of the nanoparticles will be investigated. Supervisor: Dr hab. Barbara Błasiak |
| Obrazowania magnetyczno-rezonansowe skał roponośnych w wysokim polu magnetycznym. Metody magnetycznego rezonansu jądrowego (relaksometria, dyfuzometria, obrazowanie) są wykorzystywane w badaniach skał roponośnych do określania porowatości oraz zawartości wody i lub węglowodorów. Ze względu na często występujące w tych skałach zanieczyszczenia ferromagnetyczne, jak również lokalne niejednorodności struktury i składu prowadzące do silnych lokalnych gradientów pola magnetycznego, zaburzających sygnał rezonansu magnetycznego, badania zazwyczaj wykonywane są w niskich polach magnetycznych (<< 1T), gdzie te efekty są minimalne. Wiąże się to jednak z gorszym stosunkiem sygnału do szumu, a co za tym idzie z gorszą rozdzielczością obrazów 3D możliwych do uzyskania w rozsądnym czasie pomiaru, niż byłoby to możliwe w wysokim polu magnetycznym. W Zakładzie Tomografii MR wykazano, że wykorzystanie do obrazowania 3D skał, dedykowanej metody obrazowania , tzw. Zero Echo Time (ZTE) Imaging w polu 9.4 T, pozwala uzyskać w krótkim czasie obrazy 3D nasyconych wodą skał, o rozdzielczości pozwalającej na określenie dystrybucji wody w porowatej strukturze. W ramach proponowanej pracy magisterskiej/licencjackiej zostaną wykonanie pomiary obrazowe skał nasyconych wodą i/lub ciekłymi węglowodorami oraz ilościowa analiza wyników. W efekcie zostaną określone możliwości oceny zawartości i przestrzennej dystrybucji tych składników w skale. Pomiary zostaną wykonane przy wykorzystaniu jedynej w Krakowie aparatury do obrazowania MR pracującej w polu 9.4T. Supervisor: Dr hab. Władysław Węglarz |
Student internship topics:
For NMR and MRI related student internships, please contact us by email.