|
|
Thermal induced morphological changes of poly(ethylene oxide) nanofibrous webs
Polášková, M. ; Peer, Petra ; Ponížil, P. ; Čermák, R.
The crystallinity of fibres prepared by electrospinning shows lower level in comparison with samples processed by common technologies such as moulding or film casting. Thus, the attempts to improve the structure of electrospun fibres in order to increase physical and mechanical properties of nonwoven webs are obvious. Post-process thermal treatment is one of the possibilities of the crystallinity enhancement that can be easily included to the finishing operation of final products. For the experiment we used poly(ethylene oxide) representing electrospun-friendly material and two solvents - methanol and water, both ensuring good electrospinnability. It is demonstrated that a choice of polymer solvents plays a significant role in fibre diameter and their capabilities to resist applied heat. However, in all cases the enhancement of crystallinity is detected at the short time of thermal exposure.
|
|
|
The role of solvents in the preparation of hydrophobic nanofibrous membrane containing fumed silica
Peer, Petra ; Polášková, M. ; Musilová, I. ; Filip, Petr
It is well-known that a type of used fumed silica nanoparticles plays a dominant role in wettability of the corresponding nanofibrous mats. As a result, the desired contact angle can be approximately achieved by a choice of adequate fumed silica nanoparticles. However, less attention has been hitherto paid to an active role of solvents in connection with the tailoring this contact angle. For analysis we used poly(vinyl butyral) representing electrospun-friendly material, various types of fumed silica nanoparticles and two solvents - methanol and ethanol. It is demonstrated that a choice of polymer solvents plays a significant role in contact angle changes. Hence, in combination of the type of fumed silica nanoparticles and the type of solvent it is possible to achieve a finer partition of the required contact angles.
|
|
|
Nanovlákenné separátory pro lithium-iontové akumulátory
Pléha, David ; Míka, Martin (oponent) ; Janderka,, Pavel (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
Použití nanovlákenných separátorů pro Li-ion akumulátory s sebou přináší řadu výhod. Oproti dnes používaným typům mají nanovlákenné separátory vyšší teplotní odolnost, vyšší iontovou vodivost a zvýšenou schopnost zvlhčení. Právě zvýšená vodivost je u nanovlákenných separátorů zajištěna díky pórovité struktuře a velké povrchové ploše kdy vlákna mohou působit jako účinné kanály pro vedení iontů. Amorfní charakter nanovláken umožňuje rychlý pohyb lithiových iontů skrze polymerní síť separátoru a dále poskytuje vyšší volný objem elektrolytu při vyšší teplotě. Další výhodou nanovlákenných separátorů vyrobených metodou elektrospiningu je vysoká pórovitost, dobrá chemická odolnost a vysoká teplotní stálost.
|
|
|
Plazmatická úprava funkcionalizovaných PVA nanovláken za účelem zvýšení adheze, viability a proliferace mezenchymálních kmenových buněk.
Bezděková, Dagmar ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Gášková, Dana (oponent)
Elektrostatické zvlákňování je široce používaná technika přípravy konstruktů pro účely tkáňového inženýrství. Pomocí této techniky se dá zvláknit široké množství polymerů. Jedním z nich je i polyvinylalkohol (PVA), který má velmi dobré vlastnosti k uplatnění v tomto oboru. Je netoxický, mechanicky odolný a degradabilní a biokompatibilní. Vytvořená vlákna mají limitované použití kvůli přítomnosti postranních -OH skupin, které jsou příčinou rozpustnosti PVA ve vodě. Rozpustnost se dá upravit síťovacími technikami, avšak i přesto kvůli vysoké hydrofilitě na PVA adherují buňky jen velmi omezeně. V současné práci jsme se hydrofilitu rozhodli upravit použitím plazmatické modifikace. Úprava studeným plazmatem je ekonomický a poměrně jednoduchý způsob, jak upravit povrchové složení polymeru bez vedlejších účinků, které s sebou přináší konvenční chemické úpravy. Pomocí výboje a tvorby radikálů se nám podařilo deponovat uhlovodíky na PVA vrstvu a rapidním způsobem zvýšit hydrofobnost povrchu. Změna povrchové chemie měla poměrně malý vliv na vlákennou strukturu vzorku a morfologii jednotlivých vláken. Zvýšení hydrofobnosti zapříčinilo lepší adhezi mezenchymálních kmenových buněk na plazmaticky upravené PVA v porovnání s neupraveným PVA a velkou změnu v morfologii buněk. Tato změna naznačuje, že jsme PVA...
|
|
|
Příprava keramických vláken elektrostatickým zvlákňováním
Nemčovský, Jakub ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Diplomová práca je zameraná na prípravu keramických vlákien elektrostatickým zvlákňovaním. Teoretická časť diplomovej práce zhrňuje doposiaľ známe informácie v oblasti keramických vlákien, ich vlastností, aplikácií a výroby. Teoretická časť tiež popisuje proces elektrostatického zvlákňovania ako jednu z najpoužívanejších metód výroby nanovlákien a parametre, ktoré tento proces ovplyvňujú. Experimentálna časť je zameraná na prípravu keramických vlákien na báze oxidu titaničitého, čistého nedopovaného oxidu zirkoničitého a ytriom dopovaného oxidu zirkoničitého metódou elektrostatického zvlákňovania a na charakterizáciu takto pripravených vlákien. Zvlákňované boli keramické prekurzory zložené z propoxidu a polyvinylpyrolidonu. Experimentálna časť diplomovej práce tiež popisuje vplyv zloženia prekurzoru, procesných podmienok a teploty kalcinácie na morfológiu a fázové zloženie vlákien. Prekurzory boli charakterizované pomocou merania viskozity. K popisu vlákien bola použitá termogravimetrická analýza (TGA), röntgenová analýza (RTG) a elektrónová rastrovacia mikroskopia (SEM). Elektrostatickým zvlákňovaním prekurzorov na báze propoxidu titaničitého a následnou kalcináciou pri teplote 500 až 1300 °C boli pripravené TiO2 vlákna s hrúbkou 100 až 2500 nm, pričom sa fázové zloženie s kalcinačnou teplotou menilo od anatasovej fázy, cez zmes s rutilom až po čistý rutil. Elektrostatickým zvlákňovaním prekurzorov na báze propoxidu zirkoničitého a následnou kalcináciou pri teplotách 550 až 1100 °C boli pripravené ZrO2 vlákna dopované 0 – 8 mol.% Y2O3 s hrúbkou v rozmedzí 50 až 1000 nm. Analýza vlákien na báze nedopovaného ZrO2 kalcinovaných na teplotu 550 °C ukázala prevažujúce zloženie monoklinickej fáze. Analýza 3 resp. 8 mol.% Y2O3 dopovaného ZrO2 kalcinovaných na teplotu 900 °C ukázala zloženie prevažujúcej tetragonálnej fáze resp. zloženie čisto kubickej fáze. V závislosti na zvyšujúcej sa teplote kalcinácie dochádzalo ku zmene morfológie vlákien od poréznej nanoštruktúry po retiazkovitú neporéznu štruktúru, ktorá bola tvorená mikrometrovými zrnami TiO2, resp. ZrO2. Vlákna ZrO2 po kalcinácii na teplotu 700 °C zostávali stále pružné, rovnako ako tie zvláknené (as spun), pričom so zvyšujúcou sa teplotou kalcinácie sa zvyšovala aj ich krehkosť.
|
|
|
Vliv zdroje PEO na zvlákňování
Grufíková, Jana ; Knotek,, Petr (oponent) ; Knotková, Kateřina (vedoucí práce)
Průběh elektrostatického zvlákňování polymerních roztoků je ovlivňován mnoha různými parametry, které lze rozdělit na parametry roztoku, procesní parametry a parametry okolního prostředí. Tato diplomová práce se zaměřuje na vlastnosti polymeru a jeho roztoku, které jsou součástí roztokových parametrů. Cílem této diplomové práce je porovnat vlastnosti polyethylenoxidů ve vztahu ke zvlákňování kyseliny hyaluronové, najít mezi nimi rozdíl za použití dostupných analytických, termických a spektrálních metod a definovat vliv jednotlivých vlastností na chování roztoků polymerů v průběhu zvlákňování. Bylo zjištěno, že se polyethylenoxidy ze dvou různých zdrojů chovají v elektrostatickém poli odlišně, přestože mají deklarovanou stejnou molární hmotnost. Také bylo potvrzeno, že proces vláknění polymerních roztoků ovlivňuje především jejich viskozita a vodivost. Tyto dvě vlastnosti jsou pak určeny zejména molární hmotností polymeru a dále obsahem nečistot, popř. obsahem jiného polymeru při zvlákňování směsného roztoku.
|
|
|
Charakterizace funkcionalizovaných vlákenpro jejich osídlení mezenchymálními kmenovými buňkami a diferenciaci těchto buněk
Greplová, Jarmila ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Rosina, Jozef (oponent)
Modifikace vláken za účelem funkcionalizace je aktuální trend v problematice tkáňového inženýrství. Polyvinylalkohol (PVA) je netoxický, biodegradabilní polymer vhodný k přípravě nanovláken metodou elektrostatického zvlákňování. Jeho nevýhodou je však velká rozpustnost ve vodě, která vede k okamžité degradaci vláken. Jako výhodné se pak ukazuje jeho chemické složení, kdy je možné modifikovat volné hydroxyskupiny PVA. Pro modifikace byla připravena PVA nanovlákna metodou elektrostatického zvlákňování z hladiny. Metodou acylace se podařilo navázat na povrch nanovláken linker tvořený z polyetylenglykolu (PEG) zakončený molekulou biotinu (PEG-b). Tato modifikace nenarušila vlákenný charakter PVA vrstvy. Vazbou linkeru PEG-b na PVA nanovlákna (PVA-PEG-b) došlo ke zvýšení stability vláken ve vodném prostředí a to až po dobu 41 dní, což je výrazné zvýšení oproti nemodifikované formě. Stabilita vláken ve vodném prostředí se zvyšuje s množstvím linkeru a metoda tedy umožňuje připravovat PVA nanovlákna o různé rozpustnosti. Výsledná modifikace se ukázala jako biokompatibilní pro mezenchymální kmenové buňky (MSC) i chondrocyty. Proliferace buněk na nosiči však byla nízká a kultivace obou typů buněk vykazovala postupný úbytek buněk, pravděpodobně z důvodu velké hydrofility nosiče. Z tohoto důvodu byly navrženy...
|
|
|
Využití nanovlákenných nosičů pro regneraci cév
Bezděková, Dagmar ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Holzerová, Kristýna (oponent)
Systémů pro cévní regeneraci bylo vyvinuto již mnoho, žádný však zatím není úspěšný v použití pro náhrady cév s průměrem menším než 6 mm. Syntetické materiály jako Dacron a ePTFE sice mají dobré výsledky v nahrazení velkých cév, u malých cév ale způsobují trombózu. Navíc nejsou degradabilní, takže neumožňují přirozenou remodelaci cévního systému. Navíc na tyto materiály neadherují endoteliální buňky, které jsou esenciální pro vytvoření přirozené antitrombogenní vrstvy, ani hladké svalové buňky. Xenogenní decelularizované štěpy jsou další, nesyntetickou alternativou pro vytváření náhrad. Příhodný detergent odstraní buňky dárce a zbude pouze extracelulární matrix, kde mohou být poté kultivovány hostitelské buňky. Nevýhodou xenogenních štěpů je náročnost na výchovu zvířecích donorů a porušení struktury extracelulární matrix po použití detergentu. Jako nejpříhodnější materiál se zatím jeví nosiče vytvořené elektrostatickým zvlákňováním. Relativně jednoduchý proces se může různými způsoby modifikovat a vytvoří se tak nosič, který strukturou připomíná extracelulární matrix. Velikou výhodou je možnost inkorporace bioaktivních látek do jádra vlákna, takže slouží jako atraktant pro cévní buňky, nebo jako antikoagulační faktory. V kombinaci s využitím progenitorových buněk se zdá být elektrostatické zvlákňování...
|
|
|
Nanofibrous scaffolds in controlled delivery of autologous growth factors
Buzgo, Matej ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Gášková, Dana (oponent)
Preparáty z trombocytov sú zdrojom širkokého spektra autológnych rastových faktorov využite ných v tkanivovom inžinierstve. Cie om práce bolo vytvorenie nanovlákenného nosiča v kombinácii s preparátmi z trombocytov. Podarilo sa nám vytvori systém s frakciami trombocytov adhererovanými na nanovlákenný nosič. Systém stimuloval proliferáciu chondrocytov v podmienkach in vitro. Nevýhodou nosiča bolo rýchle počiatočné uvo nenie obsahu a následný pokles koncentrácie rastových faktorov spôsobujúcich krátkodobý pozitívny efekt. Pred ženie účinku bolo dosiahnuté inkorporáciou trombocytárnych preparátov do jadra koaxiálnych vláken. Pre tieto účely sme vytvorili nový derivát trombocytov - alfa granule. Nosič stimuloval proliferáciu chondrocytov a napomáhal udržiava stabilnú hladinu TGF- 1 po dobu 7 dní. Popri tom sa nám podarilo vytvori nový systém riadeného dodávania látok založený na inkorporácii intaktných lipozómov do koaxiálnych nanovláken. Porovnanie koaxiálneho systému s lipozómami, so systémami na báze koaxiálneho zvlák ovania bez lipozómov a zvlák ovania z blendu preukázalo zachovanie aktivity HRP v dvojnásobnej miere voči konkurenčným systémom. Výsledky pokusov jasne poukazujú na ve ký aplikačný potenciál nanovlákenných systémov s trombocytárnymi preparátmi a systémov s inkorporovanými lipozómami. K...
|
|
|
Reologické chování roztoků polymeru vhodných pro elektrostatické zvlákňování
Divínová, Nikol ; Voráč,, Zbyněk (oponent) ; Chamradová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací vodných roztoků polyvinylalkoholu (PVA) vhodných pro elektrostatické zvlákňování. V teoretické části je popsána metoda elektrostatického zvlákňování, včetně parametrů ovlivňujících tento proces. Literární rešerže rovněž obsahuje kapitolu reologie, která se obecně zabývá reologickými vlastnostmi polymerů a zejména pak PVA. V experimentální části je popsána příprava a reologická studie vodných PVA roztoků, které byly následně zvlákněny. Pomocí zobrazovací techniky skenovací elektronové mikroskopie (SEM) byla studována morfologie připravených PVA nanovlákenných vrstev. Sledován je vliv molekulové hmotnosti, použitého rozpouštědla, koncentrace, reologických vlastností, elektrické vodivosti a povrchového napětí roztoků na zvláknitelnost, průměr a morfologii vzniklých vláken.
|
host ::
RSS.