|
|
Electrospinning of Modified Biopolymers for Medical Applications
Pavliňáková, Veronika ; Martinová,, Lenka (referee) ; Zajíčková, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nových biokompatibilních nanovláken s potenciální aplikací v medicíně. V této práci byl výběr jednotlivých složek pro přípravu nanovlákenného materiálu zvolen tak, aby vyhovoval nárokům tkáňového inženýrství. Literární rešerše shrnuje poznatky o elektrostatickém zvlákňování a o jeho parametrech. Dále se věnuje možnostem elektrostatického zvlákňování proteinů kolagenu a želatiny a jejich směsmi se syntetickými polymery a biopolymery a anorganickými plnivy. Teoretická část řeší také různé postupy síťování nanovláken vedoucí ke zlepšení jejich hydrolytické stability a mechanických vlastností. Poslední část je zaměřena na anorganické nanotrubky halloysitu (HNT), které získaly svou pozornost díky svým vynikajícím fyzikálním a biologickým vlastnostem. V experimentální části byly zpracovány dvě případové studie, z nichž každá se zabývá přípravou nanovlákenných biomateriálů s potenciální aplikací v medicíně. První studie je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových hydrolyticky stabilních antibakteriálních želatinových nanovláken modifikovaných pomocí oxidované celulózy. Unikátní inhibiční účinky nanovláken byly testovány na kmenu bakterie Escherichia coli pomocí metody chemické bioluminiscence. Kultivované buňky lidského papilárního adenokacinomu plic prokázaly dobrou adhezi a proliferaci k povrchu nanovláken. Druhá část popisuje vliv zdroje a množství anorganických halloysitových nanotrubek na strukturu a vlastnosti amfifilních nanovláken ze směsi želatiny a syntetického polykaprolaktonu. Přídavek HNT zlepšil tepelnou stabilitu, mechanické vlastnosti (jak tuhost, tak prodloužení) a snížil krystalinitu nanovláken. HNT z různých zdrojů neměl vliv na chování buněk, ale mírně ovlivnil proliferaci a životaschopnost buněk na povrchu nanovláken.
|
|
|
Crosslinking of polysaccharide microfibers
Svidroňová, Barbora ; Abdellatif, Abdelmohsan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Všeobecne, cieľom tejto diplomovej práce bola príprava a charakterizácia sieťovaných hyaluronových mikrovláken, ktoré by boli stabilné vo vodnom prostredí s vhodnými mechanickými vlastnosťami. Vlákna pripravené technikou zvlákňovania z roztoku boli sieťované pomocou roztoku so sieťovacím činidlom 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimidom alebo roztoku s dvoma sieťovacími činidlami 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimidom a N-hydroxysuccinimidom, vedúcim k amidácii a tvorbe esterových väzieb. Charakterizácia pripravených vzoriek je hlavným cieľom experimentálnej časti práce. Charakteristiky botnání boli vykonané na určenie stability vláken v troch rôznych roztokoch (s pH 7.4, 3 a 11). Na určenie termickej stability bola využitá termogravimetrická analýza a na stanovenie esterifikácie a amidácie bola použitá infračervená spektroskopia s Fourierovou transformáciou. Mechanické vlastnosti vláken boli študované pomocou testovania závislosti stress-strain. Ďalej boli testované reologické vlastnosti ako aj mikroštruktúra a povrch vláken pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu. Vlákna pred chemickým sieťovaním vykazovali nižšiu stabilitu vo všetkých troch roztokoch, termálna stabilita bola taktiež nižšia ako stabilita zosieťovaných vláken. Pre vlákna chemicky nemodifikované so sieťujúcim činidlom, sa objavil iba jeden typ píku pre esterifikáciu. Infračervené spektrum chemicky zosieťovaných vláken ukázalo prítomnosť dvoch píkov pre esterifikáciu, čo je prejavom efektivity sieťovacieho činidla. Amidácia bola tiež výraznejšia pri zosieťovaných vláknach, špeciálne pre vlákna sieťované dlhú dobu a v roztoku s vyššou koncentráciou sieťujúceho činidla. Kvôli nerovnomerným vláknam, mechanické vlastnosti nevykazovali žiadnu závislosť na sieťovaní. Štúdium reológie ukázalo, že viskozita vlákna rozpusteného vo vode je menej závislá na šmykovej rýchlosti ako prášok hyaluronanu sodného rozpusteného vo vode. Napriek mnohým rôznym metódam charakterizácie vláken, ktoré boli použité v tejto práci, je stále veľa možností pre lepšiu charakterizáciu a bližšie pochopenie tohto biopolymérneho materiálu.
|
|
|
Transport Properties of Thin Films Based on Polyvinylalcohol
Blažková, Dominika ; Smilek, Jiří (referee) ; Kalina, Michal (advisor)
This bachelor thesis deals with the optimization of the preparation of hydrogel thin films based on polyvinyl alcohol (PVA). The first step was to optimize the preparation of films. PVA, with a molecular weight of 130 kDa, was used for the preparation of films and 10 wt.% solutions in ultrapure water were prepared from it. The heating duration time of the solution was set at 1.5 h at 90 °C. This was followed by drying at 50 °C for 24 h. Subsequently, PVA films were also prepared from solutions of methylene blue in water and from solutions of methylene blue in an aqueous NaCl solution. The prepared films were subsequently characterized by measuring their thickness, swelling ability, specific surface area and diffusion properties. The morphology of the PVA films was also visualized by SEM microscopy. All prepared films were smooth and had a very small specific surface area. The transport properties were monitored by the method of release into solution and Methylene blue was used as a probe. Release into 5, 10 and 20 ml of ultrapure water was observed. The results obtained show that the most methylene blue was released into the solution with the greatest volume and the release of methylene blue from the PVA film takes place freely without significant interaction with the matrix of the PVA film.
|
|
|
Preparation of materials based on reactive modified polyolefins
Běťák, Lukáš ; Žídek, Jan (referee) ; Kučera, František (advisor)
This thesis deals with a preparation of modified polypropylene. Modified polypropylene was prepared by reaction itaconic anhydride and compounds contain primary and secondary amino group (diaminododecane, aminoethylethanolamine and aminoethylpiperazine). Knowledge of radical and condensation modification of polypropylene were summarized in the theoretical part. New application of modified polypropylene ware summarized at the theoretical part as well. In the experimental part polypropylene was functionalized by grafting with itaconic anhydride during reactive extrusion. Extrusion was carried on the co-rotating twin-screw extruder (Brabender 25 DSE L/D = 34) at 230 °C and 30 RPM. Residence time of reactive blend was 3 minutes. The modified polypropylene PP-g-IAH) contained 0.5 wt% of itaconic anhydride. 2,5 dimethyl 2,5bis(tert buthyl-peroxy)hexane (Luperox 101) was used as a radical initiator. A ratio initiator/monomer was 1:0.6 (mol/mol). PP-g-IAH was used for condensation reaction with amino compounds in molar ratios IAH/amine from 1:0,3 to 1:1. This reaction carried out in single screw extruder (Betol 1825 L/D = 39) at 210 °C and 30 RPM. Residence time of reactive blend was 3 minutes. Fourier transform infrared spectroscopy was used for a calculation of reaction conversion and for description of new functional groups in the materials. This analysis confirmed the presence of amide and imide groups in the samples. Influence of amino compounds to polymer crystallinity was studied by differential scanning calorimetry. Termogravimetric analysis focused on thermal stability of prepared samples and changes of thermal stability was observed in dependence of additives amount. The rheological behaviors of modified PP were analyzed by measuring the complex viscosity.
|
|
|
Modification of Polyethylene by Reactive Compounding
Horkel, Ondřej ; Kučera, Jaroslav (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
This Master’s thesis deals with the problematics of radically initiated compounding of polyethylene by 1-vinyladamantane. Theoretical part focuses on the theory of grafting processes and how they are influenced by chosen process parameters, as well as the properties of used monomer. In experimental part, two sets of experiments were designed, in both cases the chemicals used were polyethylene LITEN MB 87, (2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy) hexane), also called Trigonox 101, as the initiator, and chemicals called Ionol and Irgafos 168 as stabilizers. The experiments were carried out in a Brabender batch mixer, the temperature was 180 – 185 °C, the reaction time was 5 minutes. The analytic methods used to evaluate the prepared samples’ properties were the tensile testing, the Charpy notch test, measuring of the melt flow index, analyzing the torque during kneading and the analysis of infrared spectra of the samples. By carrying out of these experiments it was found that excessive crosslinking was present with mass fraction of initiator being as low as 2 %. It was also concluded that under these conditions the modification does not improve tensile properties of the material, but it does improve the impact strength, albeit slightly. The influence of the modification on flow properties needs to be investigated further. A presence of vinyl groups was observed in infrared spectra, suggesting the presence of ungrafted vinyladamantane.
|
|
|
Rheological evaluation of thermosensitive macromonomer photogelation in aqueous environment
Habánková, Eva ; Chamradová, Ivana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Táto práca si dáva za cieľ chemicky zasieťovať biodegradovateľný makromonomér ,-itaconyl-PLGA–PEG–PLGA vo vodnom roztoku pri teplote okolia a pri teplote tela (37 °C). ,-itaconyl-PLGA–PEG–PLGA makromonomér môže vo vode vytvárať fyzikálnu sieť vďaka hydrofóbnym interakciám medzi hydrofóbnym PLGA a hydrofilným PEG. Vďaka dvojitej väzbe kyseliny itakonovej, ktorá je k makromonoméru pripojená na jeho koncoch, sa naskytuje možnosť dodatočného chemického zasieťovania fotopolymerizáciou. Výsledkom je hybridná sieť, ktorá zvyšuje mechanickú stabilitu a životnosť hydrogélu. Na priame sledovanie formovania siete prostredníctvom zmeny mechanických vlastností bola v práci použitá fotoreológia.
|
|
|
Reactions of HDPE in the melt initiated by peroxides
Hampapa, Břetislav ; Kučera, František (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
The thesis deals with HDPE modification by crosslinking. In the theoretical part, data available in the literature were reviewed. Modifications of the selected HDPE copolymer grade were carried out in a kneading device Brabender using 25 ml chamber size. After having optimized process conditions, there were performed a series of experiments in dependence on concentration of the initiator. Reological properties of polymer samples were investigated by melt flow indexes measured under different conditions. Changes in crystallinity and melting temperatures were evaluated from DSC heat flow measurements. The samples meeting characteristics supposed were selected for measuring complex viscosity on the Rheometer AR-G2 TA and for testing some mechanical properties on the device Zwick.
|
|
|
Novel hydrogels based on polysaccharides for soft tissue regeneration: preparation and characterization
Nedomová, Eva ; Abdellatif, Abdelmohsan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou, síťováním a fyzikálně-chemickou charakterizací hydrogelů na bázi polysacharidů. Cílem práce bylo vyvinout elastické filmy, které by mohly být použity pro vlhké hojení ran. Teoretická část shrnuje současné způsoby regenerace měkkých tkání a jejích náhradách (ať už se jedná o přírodní nebo syntetické materiály). Zároveň jsou zdůrazněny základní informace o přírodních polysacharidech (chemická struktura, rozpustnost, tepelná a pH stabilita atd.), jejich modifikace a chemické síťování. Experimentální část je zaměřena na modifikaci přírodní gumy Karaya tak, aby transparentní hydrogely měly nastavitelnou hydrolytickou stabilitu. Vzorky byly analyzovány pomocí FTIR, TGA následované vyhodnocením bobtnání a hydrolytické degradace. Z výsledků vyplynulo, že chemická modifikace zvýšila stabilizaci elastického filmu z přírodního polysacharidu ve vodě až na 25 dní. Díky řízené degradaci a vysoké absorpci vody (85 - 96%) jsou tyto nové hydrogely využitelné především pro vlhké hojení ran (např. popálenin).
|
|
|
Development of material for agar-based ultrasound brain phantom
Řehořková, Petra ; Smékalová, Monika (advisor) ; Holas, Ondřej (referee)
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of: Pharmaceutical technology Mentor: Mgr. Monika Smékalová, Ph.D. Consultant: MUDr. Michael Bartoš Student: Petra Řehořková Title of Thesis: Development of material for agar-based ultrasound brain phantom This thesis is concerned with the development of a material for an agar-based ultrasound phantom that would provide skill acquisition and experience in a manner approximating real surgery. The aim is to formulate and optimize the agar hydrogel preparation procedure, evaluate its acoustic properties and water loss during storage. A dependence was found between the amount of water evaporated during storage (4 weeks at 37 řC) and the glycerol content, which slows down the water loss from the samples in direct proportion. Based on the results, an agar gel (AG) formulation with 1% agar and 60% glycerol was selected for the acoustic properties measurements. During this experiment the microbial stability of AG was confirmed. The results of acoustic parameters measurements were evaluated, namely, speed of the ultrasound, attenuation coefficient and echogenicity of the samples as a function of content of scattering particles Al2O3 and SiC. It was shown that each type of particles affects grayscale value and attenuation coefficient in a...
|
|
|
Development of material for agar-based ultrasound brain phantom
Řehořková, Petra ; Smékalová, Monika (advisor) ; Holas, Ondřej (referee)
Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of: Pharmaceutical technology Mentor: Mgr. Monika Smékalová, Ph.D. Consultant: MUDr. Michael Bartoš Student: Petra Řehořková Title of Thesis: Development of material for agar-based ultrasound brain phantom This thesis is concerned with the development of a material for an agar-based ultrasound phantom that would provide skill acquisition and experience in a manner approximating real surgery. The aim is to formulate and optimize the agar hydrogel preparation procedure, evaluate its acoustic properties and water loss during storage. A dependence was found between the amount of water evaporated during storage (4 weeks at 37 řC) and the glycerol content, which slows down the water loss from the samples in direct proportion. Based on the results, an agar gel (AG) formulation with 1% agar and 60% glycerol was selected for the acoustic properties measurements. During this experiment the microbial stability of AG was confirmed. The results of acoustic parameters measurements were evaluated, namely, speed of the ultrasound, attenuation coefficient and echogenicity of the samples as a function of content of scattering particles Al2O3 and SiC. It was shown that each type of particles affects grayscale value and attenuation coefficient in a...
|
guest ::
