|
|
Biodegradable polyurethanes based on poly(ethylene glycol)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Predložená diplomová práce se zabývá syntézou biodegradabilních polyuretanu (bio-PU) na bázi polyethylenglykolu (PEG-u) a polykaprolaktonu (PCL) pro využití k medicínským úcelum. Cílem práce bylo vyvinout metodiku prípravy elastomerního polyuretanu, ze kterého by se dal v budoucnu pripravit skafold (nosic bunek) použitelný v tkánovém inženýrství pro humánní regenerativní medicínu. Teoretická cást práce shrnuje informace o materiálech využitelných pro zamýšlenou aplikaci. Zahrnuty jsou také techniky prípravy skafoldu, jejich biokompatibilita a charakterizace vlastností výsledného materiálu. Praktická cást je pak zamerena na navržení vhodné metodiky pro prípravu funkcních vzorku obsahujících PEG, PCL, hexamethylen-diisokyanát (HMDI) a ethylhexanoát cínatý jako katalyzátor. U pripravených vzorku byl zjištován vliv jejich složení (predevším ruzný obsah a molekulová hmotnost PEG-u) na botnání a hydrolytickou stabilitu spolecne s testováním mechanických vlastností, sledováním kinetiky sítování a stanovením stupne konverze. Morfologie vzorku byla sledována pomocí optické mikroskopie, chemické složení bylo potvrzeno infracervenou spektroskopií a tepelné vlastnosti byly urceny diferencní kompenzacní kalorimetrií. Vývoj v metodice prípravy ukázal, že je nezbytné odstranit pred syntézou z výchozích látek veškeré necistoty, predevším vodu a kyslík, jinak vznikaly nedokonale zreagované vzorky s velkým obsahem póru ruzných velikostí. Syntéza všech vzorku probíhala pod dusíkovou atmosférou ve dvou krocích, kdy v prvním se pouze homogenizovaly oba polyoly (PEG i PCL) na vakuové lince pri 130 °C a ve druhém pak vznikaly výsledné bio-PU za pridání HMDI pri 65 °C v inertní atmosfére manipulacního boxu. Vzorky pak byly dopolymerovány ve forme pri 65 °C pod dobu 48 hodin v sušárne. Ruzné fyzikální podmínky metodiky vedly k príprave jak nepruhledných bílých filmu, tak i vzorku s viditelnou separací fází až po flexibilní transparentní filmy. Pozorování optickým mikroskopem vzorku s fázovou separací prokázalo prítomnost sférolitické struktury krystalické fáze PCL v amorfní fázi matrice PEG-u. Sledování kinetiky sítování pomocí soxhletovy extrakce potvrdilo maximální konverzi polymerace (96 %) již za 4 h dopolymerování v sušárne. Testování zkouškou v tahu ukázalo, že výrazný vliv na pevnost v tahu má isokyanátový index (pomer NCO/OH skupin). Molekulová hmotnost PEG-u ovlivnovala pevnost v tahu jen u vzorku zcela zesítovaných. Merení botnání vzorku ve vode prokázalo, že s rustem molekulové hmotnosti PEG-u roste i obsah vody (od cca 28 až po 58 hm.%) ve vzorcích. Také degradace filmu ve vode pri 37 °C probíhala dle predpokladu rychleji u vzorku s vyšší molekulovou hmotností PEG-u. V predložené diplomové práci bylo potvrzeno, že množstvím a molekulovou hmotností polyethylenglykolu je možné rídit hydrolytickou stabilitu výsledných biodegradabilních polyuretanových elastomeru.
|
|
|
Bioresorbable polyurethanes with controlled mechanical properties
Letavaj, Emil ; Žídek, Jan (referee) ; Kupka, Vojtěch (advisor)
Presented diploma thesis deals with preparation of bioresorbable polyurethanes (PUR) and their characterization. The theoretical part describes the feedstocks used for the PUR preparation and summarizes the knowledge about PUR used in medical applications. Experimental part presents characterization of bioresorbable PUR films prepared by reactive casting in one step without the use of organic solvents. The absence of solvents represents a great advantage due to their toxicity and subsequent removal from the resulting product. The synthesis of PUR was conducted under an inert atmosphere by polyaddition reaction of hydrophobic poly(e-caprolactone) (PCL) and hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) with hexamethylene diisocyanate (HDI). Synthesis under an inert atmosphere was necessary due to a side reaction of isocyanate with atmospheric humidity, which causes the formation of porous films instead of continuous ones. Prepared PUR films were characterized for different PCL/PEG ratios and different isocyanate index (ratio of NCO/OH reacted groups). PUR (isocyanate index 1.05) with PCL content 90 wt. % and higher demonstrated tought behavior in mechanical tests. Increase of isocyanate index and decrease of PCL content under 90 wt. % caused fragile sample behavior. The reason of such behavior was the different ability of PCL to crystallize in the structure of the polyurethane network. Increasing the PEG content has improved the ability of PUR films to absorb water and enhanced the rate of hydrolytic degradation. By adjusting the PCL/PEG ratio and the amount of isocyanate, solvent free bioresorbable PUR with suitable mechanical (flexibility, toughness) and physical properties (swelling, degradation) can be obtained. Prepared PUR films could be used in biomedicine e.g. as vascular grafts.
|
|
|
Preparation and characterization of poly-3-hydroxybutyrate copolymers
Kolomazník, Vít ; Kupka, Vojtěch (referee) ; Porubský, Tomáš (advisor)
This thesis evaluates the synthesis of copolymers based on poly-3-hydroxybutyrate (PHB). The goal is to create a material with the highest possible concetration of PHB with the smallest possible volume of crystal phase. PHB with lower molecular weight and hydroxyl end groups used for polyurethane synthesis was prepared by alcoholysis of PHB polymer with 1,4 butanediol. Polyethylene glycole (PEG) of various molar mass and ratio values was chosen in this thesis as a second reacting substance. Another substance used for copolymeration with PHB was the poly(butylene adipate-co-terephthalate) PBAT. Both variants used hexamethylenediisocyanate (HDI) as a non-toxic bonding agent. From these substances, a block copolymers comprised of soft and hard segments were formed. Hard segments are a result of PHB and it‘s crystalic structure. Soft segmets are comprised of PEG or PBAT macromolecules. The influence of soft segments of various length and molar ratio of reactants on overal polyurethane properties was evaluated. Prepared materials were charactrerized by thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy (FTIR). Molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC).
|
|
|
Modification of Biodegradable Polyurethanes by Biologically Active Substances
Kupka, Vojtěch ; Khunová, Viera (referee) ; Pekař, Miloslav (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá novým způsobem přípravy biodegradabilních polyuretanů (PU) a jejich modifikací biologicky aktivními celulózovými nanokrystaly. Literární rešerše se zaměřuje na bioresorbovatelné PU v tkáňovém inženýrství. Shrnuje příklady těchto PU elastomerů, skafoldů (nosičů buněk) i injektovatelných PU společně se způsoby biodegradace na netoxické produkty. Poslední část je zaměřena na nanocelulózu, která si získala pozornost díky svým pozoruhodným fyzikálním (velký specifický povrch, mechanické vlastnosti) a biologickým (biokompatibilita, biodegradabilita a nízká toxicita) vlastnostem jako materiál pro biomedicínu. V experimentální části byly charakterizovány amfifilní biodegradovatelné polyuretanové filmy (bio-PU) syntetizované bez použití rozpouštědla polyadiční reakcí z hydrofilního poly(ethylenglykolu) (PEG) a hydrofobního poly(e-kaprolaktonu) (PCL) jako makrodiolů společně s hexamethylen diizokyanátem. Připravené bio-PU filmy byly charakterizovány pro různé poměry jak mezi PEG/PCL, tak i mezi NCO/OH reagujícími skupinami (izokyanátový poměr). Bio-PU filmy projevily markantní nárůst mechanických vlastností při hmotnostním poměru PEG/PCL rovnému nebo menšímu než 20/80 díky vzniku krystalických domén PCL. Přítomnost PEGu zvyšovala schopnost bio-PU filmu absorbovat vodu i urychlila jeho hydrolytickou degradaci. Oproti tomu nižší absorpční schopnost a delší čas hydrolytické degradace materiálu způsobil vyšší izokyanátový poměr, a tedy i vyšší síťová hustota. Třetí část práce se zabývá přípravou polyuretanových nanokompozitů unikátní metodou bez použití rozpouštědla za využití bio-PU matrice a celulózových nanokrystalů buď nemodifikovaných, nebo povrchově roubovaných PEGem. Strukturní analýza prokázala, že přítomnost tyčinkovitých nanočástic způsobuje imobilizaci polymerních segmentů, v důsledku čehož se zvýšila tuhost a křehkost materiálu. Nastavením vhodného poměru mezi PEG/PCL, množstvím izokyanátu, či přídavkem modifikovaného nanoplniva může být bio-PU materiál "ušit na míru" s vhodnými mechanickými (houževnatost, tažnost) a fyzikálními (botnání, degradace) vlastnostmi. Díky přípravě bez použití rozpouštědla by mohly být připravené materiály využity v regenerativní medicíně např. jako cévní štěpy.
|
|
|
Modification of polyurethane by biodegradable poly(hydroxybutyrate)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Cílem předložené bakalářské práce byla syntéza elastomerního polyuretanu plněného biodegradabilním polyhydroxybutyrátem. Vzorky byly podrobeny analýze morfologie pomocí rastrovací elektronové mikroskopie, mechanické vlastnosti byly testovány jednoosou tahovou zkouškou. Práce se taktéž zabývá předpovědí mechanických vlastností na základě teorií kaučukové elasticity. Bylo zjištěno, že výsledný materiál je částicový kompozit, kde se vzrůstajícím hmotnostním obsahem plniva v materiálu vzrůstá modul pružnosti. Predikce tahových křivek pomocí softwaru SEC.exe ukazovala pro reálný průběh křivky nereálné hodnoty hustot polymerních řetězců. U modelů, které vykazovaly reálné hodnoty hustot, byly naopak hodnoty napětí vyšší, než ve skutečnosti naměřené.
|
|
|
The effect of hydrolysis on chemical and physical properties of PAN hydrogels
Binar, Radim ; Kupka, Vojtěch (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou hydrogelů odvozených od polyakrylonitrilu a charakterizací jejich fyzikálních a chemických vlastností. Teoretická část shrnuje základní poznatky z oblasti hydrogelů, a také o polyakrylonitrilu. Dále se zabývá možností zpracování polyakrylonitrilu do reaktivní formy, takzvaného aquagelu a jeho zásadité hydrolýzy za účelem přípravy multi-blokových kopolymerů schopných tvořit 3D síť (gel). Experimentální část prezentuje výsledky charakterizace hydrogelů z polyakrylonitrilu neboli HYPANů, které byly připraveny bazicky katalyzovanou hydrolýzou aquagelu. Aquagel byl připraven rozpuštěním a následnou extruzí polyakrylonitrilu. Vzniklé vlákno bylo zpracováno do formy pelet, které byly dále užity pro zmiňovanou hydrolýzu. Hydrolýza byla prováděna za různých podmínek (teplota, NaOH koncentrace, reakční čas) za účelem přípravy produktů s různým stupněm konverze -CN skupiny. Hydrolýzou vytvořené hydrofóbní a hydrofilní bloky, mohou zformovat 3D síť o různých vlastnostech, závisejících na poměru mezi počtem a délkou bloků. Z hydrolyzátů byly připraveny hydrogely jejichž visko-elastické a optické vlastnosti byly dále charakterizovány. Optimalizací přípravy bylo dozaženo multi-blokového kopolymeru schopného vytvořit gel s vhodnými fyzikálními vlastnostmi. Tento gel může najít uplatnění v medicíně, například jako implantáty v oftamologii.
|
|
|
Direct Synthesis of High-Molecular Polymers of Lactic Acid
Mikulík, David ; Kupka, Vojtěch (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
This master thesis deals with the direct synthesis of polymers from lactic acid. The theoretical part focuses on both natural and synthetic ways of production the lactic acid monomer, their advantages and properties. Furthermore, the theoretical part focuses on the synthesis of poly(lactic acid) (PLA) from lactide, and direct polycondensation from lactic acid discussing about influences of catalysts, co-catalysts as well as chain extenders. The experimental part focuses on the synthesis of PLA polymers and co-polymers wherein investigates suitable catalysts, reaction medium for azeotropic dehydration and co-catalyst influence on products. Thermal and analytical analysis of PLA polymers are mentioned at the end of the experimental part.
|
|
|
Interaction of drugs used in gynecology and urology and their management
Kupka, Vojtěch ; Doseděl, Martin (advisor) ; Kostřiba, Jan (referee)
Interaction of drugs used in gynecology and urology and their management Author: Kupka Vojtěch Tutor: PharmDr. Martin Doseděl Ph.D., Department of Social and Clinical Pharmacy, Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Introduction: Drug interactions represent a serious health problem and they cause adverse drug effects and toxicity of drugs. Objectives: The goal of the thesis was to create an overview of possible drug interactions with drugs used in gynecological and urological practice. Methodology: From a theroretical introduction was selected registred drugs to 1 st January 2015 by State Institute for Drug Controle. Information about drug interactions were collected and collated from databases Vademecum Infopharm and Micromedex. From database Micromedex, the drug interactions were selected with quality of documentation "excellent" or "good". Pubmed database (www.pubmed.gov) with entering key words "basic drug", "drug interaction" and "interactive drug" was applied to create a current information. To complement the information was also gathered from magazines Practical Pharmacy and Clinical Pharmacology and Pharmacy. In case of not finding relevant information was drawn from the summary information of medicine (SPC). Results: The results were categorized into a research...
|
|
|
The effect of hydrolysis on chemical and physical properties of PAN hydrogels
Binar, Radim ; Kupka, Vojtěch (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou hydrogelů odvozených od polyakrylonitrilu a charakterizací jejich fyzikálních a chemických vlastností. Teoretická část shrnuje základní poznatky z oblasti hydrogelů, a také o polyakrylonitrilu. Dále se zabývá možností zpracování polyakrylonitrilu do reaktivní formy, takzvaného aquagelu a jeho zásadité hydrolýzy za účelem přípravy multi-blokových kopolymerů schopných tvořit 3D síť (gel). Experimentální část prezentuje výsledky charakterizace hydrogelů z polyakrylonitrilu neboli HYPANů, které byly připraveny bazicky katalyzovanou hydrolýzou aquagelu. Aquagel byl připraven rozpuštěním a následnou extruzí polyakrylonitrilu. Vzniklé vlákno bylo zpracováno do formy pelet, které byly dále užity pro zmiňovanou hydrolýzu. Hydrolýza byla prováděna za různých podmínek (teplota, NaOH koncentrace, reakční čas) za účelem přípravy produktů s různým stupněm konverze -CN skupiny. Hydrolýzou vytvořené hydrofóbní a hydrofilní bloky, mohou zformovat 3D síť o různých vlastnostech, závisejících na poměru mezi počtem a délkou bloků. Z hydrolyzátů byly připraveny hydrogely jejichž visko-elastické a optické vlastnosti byly dále charakterizovány. Optimalizací přípravy bylo dozaženo multi-blokového kopolymeru schopného vytvořit gel s vhodnými fyzikálními vlastnostmi. Tento gel může najít uplatnění v medicíně, například jako implantáty v oftamologii.
|
|
|
Interaction of drugs used in gynecology and urology and their management
Kupka, Vojtěch ; Doseděl, Martin (advisor) ; Kostřiba, Jan (referee)
Interaction of drugs used in gynecology and urology and their management Author: Kupka Vojtěch Tutor: PharmDr. Martin Doseděl Ph.D., Department of Social and Clinical Pharmacy, Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Introduction: Drug interactions represent a serious health problem and they cause adverse drug effects and toxicity of drugs. Objectives: The goal of the thesis was to create an overview of possible drug interactions with drugs used in gynecological and urological practice. Methodology: From a theroretical introduction was selected registred drugs to 1 st January 2015 by State Institute for Drug Controle. Information about drug interactions were collected and collated from databases Vademecum Infopharm and Micromedex. From database Micromedex, the drug interactions were selected with quality of documentation "excellent" or "good". Pubmed database (www.pubmed.gov) with entering key words "basic drug", "drug interaction" and "interactive drug" was applied to create a current information. To complement the information was also gathered from magazines Practical Pharmacy and Clinical Pharmacology and Pharmacy. In case of not finding relevant information was drawn from the summary information of medicine (SPC). Results: The results were categorized into a research...
|
guest ::
RSS feed.