Original title:
Příprava nanočástic a nanovláken s obsahem antimikrobiálních látek
Translated title:
Preparation of nanoparticles and nanofibers with antimicrobial components
Authors:
Kubišová, Veronika ; Slaninová, Eva (referee) ; Skoumalová, Petra (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2022
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato diplomová práce pojednává o problému, kterým je nedostatečná současná terapie ran a představuje řešení v podobě krytů ran na bázi nanomateriálů. Konkrétně je zaměřena na vývoj a charakterizaci různých nanovlákenných materiálů s integrovanými liposomovými částicemi, které by mohly sloužit jako zdroj terapeutických látek a být využitelné právě v oblasti terapie ran. Rešerše v úvodní části práce byla nejprve zaměřena na zmíněný problém, kterým jsou nedostatky stávajících konvenčních obvazových materiálů. Nebyl opomenut ani popis lidské kůže z anatomického a funkčního hlediska, a ani samotný proces hojení ran. Představeny byly i různé typy krycích materiálů. Velká část však byla zaměřena na nanomateriály a jejich využití právě v oblasti terapie kožních poranění. Zmíněnými nanomateriály byly především liposomové částice a nanovlákna, neboť experimentální část práce byla zaměřena právě na tyto struktury. Popis se zabýval jak samotnou charakteristikou těchto struktur, tak i biopolymery použitelnými k jejich přípravě. Cílem však byla příprava nanovláken o obsahu liposomů, proto byl popsán způsob tvorby takových systému. Nedílnou součástí krycích materiálů jsou také různá terapeutika, zejména taková, která potlačí vznik infekce a sníží bolest v ráně, rešerše byla proto zaměřena na antibiotikum ampicilin a analgetikum ibuprofen. Experimentální část byla věnována samotné problematice výroby nanovláken s liposomy a také kvalitativnímu prokázání přítomnosti liposomů v elektrostaticky připravovaných nanovláknech. Vybranými polymerními složkami těchto systémů byl polyhydroxybutyrát (PHB) a želatina. Nanovlákna a liposomové částice (i kombinované liposomy s PHB) byly však nejprve připraveny v samotné formě a charakterizovány zejména z hlediska postupného uvolňování léčivých látek. Získané výsledky byly pak porovnány s výsledky dodávání terapeutik prostřednictvím kombinovaných nanovlákenných struktur s liposomy. U těchto kombinovaných struktur bylo cílem dosáhnout synergie v oblasti dodávání léčiv mezi těmito systémy. Snahou práce bylo vytvořit kryt z biomateriálů s řízeným uvolňováním léčiv. Léčivy obsaženými v těchto materiálech byl již zmíněný ampicilin a ibuprofen. Důležitou součástí práce bylo pak stanovení bezpečnosti připravených materiálů, testovány byly z hlediska cytotoxicity, kdy provedeným testem byl MTT test a LDH test. A samotná schopnost nanovláken v oblasti hojení ran byla pak sledována v rámci scratch testu neboli testu „hojení ran“. Na závěr práce jsou uvedena doporučení pro další práce, které na toto téma budou navazovat.
This thesis addresses the problem of inadequate current wound therapy and presents a solution in the form of nanomaterial-based wound dressings (coverings). Specifically, it focuses on the development and characterization of various nanofibrous materials with integrated liposome particles that could serve as a source of therapeutic agents and be useful specifically in the field of a wound therapy. The review in the introductory part of the thesis first focused on the mentioned problem, which describes the shortcomings of existing conventional dressing materials. A description of human skin from an anatomical and functional point of view was not omitted, nor was the wound healing process itself. Different types of covering materials were also presented. However, a large part was focused on nanomaterials and their use in the field of the skin wound therapy. The nanomaterials mentioned were mainly liposome particles and nanofibres, as the experimental part of the work was focused on these structures. The description dealt with the characterization of these structures as well as the biopolymers used for their preparation. However, the aim was to prepare nanofibers with liposome content, so the method of forming such systems was described. Various therapeutic agents are also an integral part of the covering materials, especially those that suppress the development of infection and reduce wound pain; therefore, the search focused on the antibiotic ampicillin and the analgesic ibuprofen. The experimental part was devoted to the actual production of nanofibers with liposomes and also to the qualitative demonstration of the presence of liposomes in electrostatically prepared nanofibers. The selected polymeric components of these systems were polyhydroxybutyrate (PHB) and gelatine. However, the nanofibers and liposome particles (as well as combined liposomes with PHB) were first prepared in their own form and characterized mainly in terms of the gradual release of the drug substances. The results obtained were then compared with those of therapeutic drug delivery via combined nanofibrous structures with liposomes. For these combined structures, the aim was to achieve synergy in drug delivery between these systems. The aim of this work was to create a biomaterial covering with the controlled drug release. The drugs contained in these materials were the aforementioned ampicillin and ibuprofen. An important part of the work was then to determine the safety of the prepared materials which were tested for cytotoxicity, where the tests performed were MTT test and LDH test. And the actual wound healing ability of the nanofibers was then monitored in a scratch test or a "wound healing" test. At the end of the paper, recommendations for future work on this topic are given.
Keywords:
ampicillin; gelatin; ibuprofen; keratinocytes; liposomes; nanofibers; polyhydroxybutyrate; wound dressings; wound therapy; ampicilin; ibuprofen; keratinocyty; kryty ran; liposomy; nanovlákna; polyhydroxybutyrát; terapie ran; želatina
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/204417
guest ::
