Project is supported by funds of The National Science Centre no. UMO-2020/39/B/ST5/02126

Project title

Hybrid carbon composites for stimulation of cells of the central nervous system

Duration: 2021 – 2025

Aim

The main aim of this project is research on the development of a new generation of carbon-based hybrid composite electrodes for stimulation of nerve cells within the central nervous system (CNS). The hybrid composite materials consisting of carbon fibers (CF) and CVD- derived pyrolytic carbon as a matrix will be used to obtain miniaturized electrodes in the form of rods for in vitro examination. In addition, the electrodes will be covered with a layer composed of carbon nanotubes (CNTs).

FOR MORE DETAILS ABOUT RESULTS, CLICK ON THE IMAGE BELOW (PDF FILE OPENS IN A NEW WINDOW)

Specific research objectives

  1. Selection of carbon fibers and their characterization
  2. Preparation and characterization of C/C composites
  3. Preparation of carbon hybrid composites and their characterization
  4. In vitro screening tests of hybrid composites using neuroblastoma cells
  5. Surface modification of carbon hybrid composites and their characterization
  6. In vitro study of biological properties of carbon hybrid composites using primary mesencephalic neuronglia cultures

Dissemination of project results

Publications
  1. Fraczek-Szczypta, A.; Kondracka, N.; Zambrzycki, M.; Gubernat, M.; Czaja, P.; Pawlyta, M.; Jelen, P.; Wielowski, R.; Jantas, D. Exploring CVD Method for Synthesizing Carbon–Carbon Composites as Materials to Contact with Nerve Tissue. J. Funct. Biomater. 2023, 14, 443. https://doi.org/10.3390/jfb14090443
  2. Wielowski R.; Czaja P.; Piekarczyk W.; Zambrzycki M.; Gubernat M.; Frączek-Szczypta A. Study on heat-treated pyrolytic carbon deposited from methane on directly heated carbon fibres. Diamond and Related Materials 146 (2024) 1-13. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2024.111214
  3. Zambrzycki M., Wielowski R., Gubernat M., Jantas D., Paczosa-Bator B., Fraczek-Szczypta A. The impact of chemical functionalization of carbon nanotubes on the electrochemical performance of carbon fiber/pyrocarbon/carbon nanotube composites as potential materials for electrodes for nerve cell stimulation. Applied Surface Science 670 (2024) 1–14. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.160713
ConferenceS
  1. Study of the graphitization trajectory of low- and medium-textured pyrolytic carbons under additional heat treatment. Ryszard WIELOWSKI, Paweł Czaja, Wojciech PIEKARCZYK, Maciej GUBERNAT, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA. TCS 2024: Copernican Revolution in Carbon Science : The 11th Torunian Carbon Symposium: 15-18.09.2024, Toruń, Poland – oral presentation
  2. Nanomateriały węglowe w regeneracji i stymulacji komórek tkanki nerwowej. Ryszard WIELOWSKI, Marcel ZAMBRZYCKI, Danuta JANTAS, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA. Nano(&)BioMateriały – od teorii do aplikacji, 12-14 czerwca 2024, Toruń – oral presentation
  3. Carbon-carbon composites based on carbon fibers and pyrolytic carbon as a potential electrodes for nerve cells stimulation. Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA, Ryszard WIELOWSKI, Marcel ZAMBRZYCKI, Maciej GUBERNAT, Danuta Jantas. Carbon 2023: The World Conference on Carbon: renewing the world through carbon: July 16th-21st, 2023, Cancun, Mexicö – keynote lecturer
  4. Carbon-carbon composites as potential electrode materials for the treatment of neurodegenerative diseases – optimization of their preparation process. Ryszard WIELOWSKI, Marta Kamińska, Marcelina Koziej, Marcel ZAMBRZYCKI, Maciej GUBERNAT, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA. CESEP 2023: 9th International Conference on Carbon for Energy Storage and Environment Protection: 24-28 September, 2023, Budapest, Hungary – oral presentation
  5. Carbon materials in nerve tissue stimulation and regeneration. Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA, Maciej GUBERNAT, Danuta Jantas. Carbon 2022: Carbon for a Cleaner Future: The World Conference on Carbon: 3–8 July 2022, London. S. [1–2] IS C2022-230,  https://carbon2022.org/ [2022-07-27] – oral presentation
  6. Kompozyty typu węgiel-węgiel jako potencjalne elektrody do stymulacji tkanki nerwowej – otrzymywanie i wstępne wyniki badań. Monika Ptaś, Natalia Kondracka, Ryszard WIELOWSKI, Marcel ZAMBRZYCKI, Danuta Jantas, Maciej GUBERNAT, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA: Materiały węglowe i kompozyty polimerowe: nauka – przemysł’ 2022: XIV Konferencja Naukowo-Techniczna: 18–21 października 2022, Ustroń–Jaszowiec, e-ISBN: 978-83-63555-63-4. — S. 32 – oral presentation
  7. Carbon-carbon composites in a pyrolytic carbon matrix – optimization of the production process and preliminary assessment of their selected properties. Monika Ptaś, Danuta Jantas, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA. Biomaterials in Medicine and Veterinary Medicine: 31st Annual Conference: 13–16 October 2022 Rytro, Poland: conference proceedings. — Kraków : Scientific Publishing House „Akapit”, cop. 2022. — ISBN: 978-83-65955-62-3. — S. 120 – poster.
  8. Otrzymywanie włóknistych kompozyty dla potrzeb głębokiej stymulacji mózgu. Monika Ptaś, Natalia Kondracka, Maciej GUBERNAT, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA. Materiały węglowe i kompozyty polimerowe [Dokument elektroniczny] : nauka – przemysł’ 2021: XIII Konferencja Naukowo-Techniczna: 23-26 listopada 2021, Ustroń–Jaszowiec, e-ISBN: 978-83-63555-62-7. — S. 51 – poster.
WOrkshoPS

IV Warsztaty Naukowe Polskiego Towarzystwa Węglowego pt. „Nowe trendy w nauce o węglu”, 23.06.2023, Nowy Sącz, Polska

Tytuł prezentacji: Optymalizacja procesu otrzymywania kompozytów węgiel-węgiel jako potencjalnych materiałów elektrodowych dla celów leczenia chorób neurodegeneracyjnych, Ryszard WIELOWSKI, Marcel ZAMBRZYCKI, Maciej GUBERNAT, Marta KAMIŃSKA, Marcelina KOZIEJ, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA.

V Warsztaty Naukowe Polskiego Towarzystwa Węglowego pt. „Nowe trendy w nauce o węglu”, 21.06.2024, Szczecin, Polska

Tytuł prezentacji: Badanie wpływu chemicznej funkcjonalizacji wielościennych nanorurek węglowych na powierzchniową modyfikację włóknistych kompozytów węglowych, Ryszard WIELOWSKI, Marcel ZAMBRZYCKI, Maciej GUBERNAT, Aneta FRĄCZEK-SZCZYPTA.

Please contact us:

Associated Professor Aneta Fraczek-Szczypta

Email: afraczek@agh.edu.pl

Phone: 0048 12 617 47 38

Av. Mickiewicza 30, building A3, room 228

30-059 Krakow, Poland