|
|
Adhesion, growth and differentiation of osteoblasts and mesenchymal stromal cells on biocompatible nanomaterial surfaces
Brož, Antonín ; Hubálek Kalbáčová, Marie (vedoucí práce) ; Černý, Jan (oponent) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Tato dizertační práce je založena na článcích popisujících základní výzkum uhlíkových nanomateriálů pro možné užití v biomedicíně. Cílem této práce bylo popsat způsob, kterým lidské osteoblasty (linie SAOS-2) a primární lidské mesenchymální kmenové buňky (hMSC) adherují, rostou a jak se chovají na povrchu několika uhlíkových alotropů - nanokrystalickém diamantu (NCD), filmu z jednostěnných uhlíkových nanotub (SWCNT) a grafenu. Využití uhlíku jako základního materiálu slibovalo vysokou biokompatibilitu a možnost užitečných modifikací povrchu. NCD měl upravenou nanotopografii povrchu (nanodrsnost a nanostrukturování suchým leptáním). Všechny materiály měly pak upravenou povrchovou atomární terminaci kyslíkem a vodíkem, která mění povrchovou elektrickou vodivost, povrchový náboj a smáčivost. Bylo předpokládáno, že terminace může mít také vliv na buněčnou adhezi a proliferaci. Ukázalo se, že studované materiály je vskutku možné použít jako substrát pro kultivaci výše zmíněných adherentních buněčných typů. Různé nanodrsnosti povrchu NCD měly rozdílný vliv na adhezi a metabolickou aktivitu diferencovaných SAOS-2 a nediferencovaných hMSC. Nanostrukturování NCD ovlivnilo formování fokálních adhezí buněk. Povrchové terminace NCD a dalších studovaných nanomateriálů v součinnosti s proteiny fetálního...
|
|
|
Dynamika schnutí kapek na površích s různou smáčivostí
Štefaníková, Radka ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Shukurov, Andrey (oponent)
Smáčivost povrchů je jedním z parametrů, který výrazným způsobem ovlivňuje interakci pevných látek s jejich okolím. V rámci této práce byla studována smáčivost dvou typů materiálů - i) polyetherketonových (PEEK) fólií před a po opracováním atmosférickým plazmatem a ii) nanostrukturovaných fluorouhlíkových vrstev nanášených jak na hladké substráty, tak i na substráty pokryté vrstvou nanočástic. U prvního typu materiálu byla hlavní pozornost věnována vývoji smáčivosti a studiu dynamiky schnutí kapek na plazmatem modifikovaném PEEKu v závislosti na době od opracování. Bylo zjištěno, že plazmové opracování vede ke změně morfologie a povrchového složení PEEKových fólií, což má za následek jak výrazný nárůst smáčivosti, tak i změnu dynamiky schnutí kapek ve srovnání s neopracovanou PEEKovou fólií. Bylo prokázáno, že zatímco změny chemického složení i smáčivost vyvolané plazmatem nejsou časově stálé a postupně se přibližují chemickému složení a smáčivosti neopracované PEEKové fólie, změna v dynamice schnutí vyvolaná plazmatem, konkrétně vymizení fáze konstantního kontaktního úhlu, je časově stálá. U druhého typu materiálu byl hlavní důraz kladen na určení vlivu nanodrsnosti a jejího charakteru na smáčivost připravovaných vrstev. Bylo zjištěno, že povlaky, u nichž podkladová vrstva je tvořena pouze jedním typem...
|
|
|
Modifikace polymerních materiálů pomocí atmosférického plazmatu pro biolékařské aplikace
Kretková, Tereza ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Hanuš, Jan (oponent)
Polymerní materiály jsou aplikačně zajímavé díky svým objemovým vlastnostem, mezi které patří teplotní odolnost, dlouhá životnost, vysoká pevnost, nízká měrná hmotnost, průhlednost a chemická odolnost, ale také díky relativně nízké ceně. Jejich nevýhodou je nízká povrchová energie, která má za důsledek špatnou adhezi nanášených vrstev a obtížné ukotvení biomolekul. Jednou z aplikačně zajímavých možností jak zvýšit povrchovou energii je modifikace povrchu polymeru pomocí atmosférického plazmatu. V našem případě jsme zvolili polymer poly(ether ether keton) a pro generaci plazmatu jsme využívali dielektrický bariérový výboj generovaný za atmosférického tlaku ve vzduchu. Zkoumali jsme složení plazmatu pomocí optické emisní spektroskopie a pro ověření použitelnosti tohoto zdroje plazmatu jsme změřili teplotu, na kterou plazma zahřívá opracovávaný polymer. Následně jsme určili změny v morfologii, chemickém složení a povrchové energii povrchu polymeru po opracování plazmatem. Ověřili jsme, že jeho povrchová energie roste s rostoucím zastoupením polárních funkčních skupin na povrchu polymeru a že plazma vyvolává změny v morfologii povrchu studovaného polymeru. Podařilo se určit i rychlost leptání polymeru plazmatem v závislosti na dodaném výkonu. Zjistili jsme, že při opracování nedochází ke změně optických...
|
|
|
Příprava nanokompozitních tenkých vrstev
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Straňák, Vítězslav (oponent)
Nanokompozitní tenké vrstvy mohou najít uplatnění zejména ve fotovoltaice, optice, při výrobě senzorů či v biolékařských aplikacích. Tato práce se zabývá výrobou a charakterizací vrstev kovové nanočástice-polymer, které mají přímé uplatnění jednak díky svým optickým vlastnostem (např. povrchem zesílená Ramanova spektroskopie), jednak díky svému antibakteriálnímu účinku (biomedicína). Kovové nanočástice jsme vyráběli jednak pomocí magnetronového naprašování (ostrůvkový růst), jednak pomocí plynových agregačních nanočásticových zdrojů, čímž jsme dostali nanočástice s velmi rozdílnou morfologií. Jako materiál pro nanočástice jsme zvolili stříbro zejména kvůli jeho antibakteriálním účinkům. Jako matrici jsme použili naprašovaný Nylon a PTFE (polytetrafluoroethylen), tedy dva polymery s výrazně odlišnou chemickou strukturou a s ní související rozdílnou povrchovou energií. Nejdříve jsme srovnali růst obou typů nanočástic na podkladových vrstvách naprašovaného Nylonu a PTFE. Dále jsme srovnávali vlastnosti nanokompozitů polymer-Ag-polymer také pro oba typy kovových nanočástic a pro obě matrice. Vlastnosti jsme určovali zejména s ohledem na stabilitu ve vodě (antibakteriální povrchy), při zvýšené teplotě (možnost sterilizace zahřátím) a stabilitu na vzduchu (uskladnění). Nakonec byly provedeny testy, které měly za...
|
|
|
Nanoklastrové vrstvy pro biolékařské aplikace
Divín, Radek ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Hanuš, Jan (oponent)
Název práce: Nanoklastrové vrstvy pro biolékařské aplikace Autor: Radek Divín Katedra / Ústav: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D. Abstrakt: Měděné nanoklastrové vrstvy byly připraveny pomocí plynového agregačního klastrového zdroje založeném na principu odprašování materiálu z magnetronového terče do relativně vysokého tlaku pracovního plynu (Ar). Takto připravené nanoklastrové vrstvy byly následně překrývány vrstvou plazmového polymeru vysokofrekvenčním magnetronovým naprašováním z nylonového polymerního terče v atmosféře pracovního plynu (Ar, 2 Pa). Opakování tohoto postupu umožnilo připravit nanokompozitní tenké vrstvy mající multivrstevnatý charakter. Tyto vrstvy byly následně studovány s ohledem na jejich morfologii, chemické složení, smáčivost a optické vlastnosti. Chemické složení povrchové vrstvy vytvořených nanokompozitních vrstev bylo určeno pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Ukázalo se, že chemické složení povrchu připravených nanokompozitů není výrazně ovlivněno přítomností Cu nanoklastrů. Morfologie připravených vrstev byla studována pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) přičemž se ukázalo, že výslednou drsnost připravených vzorků je možné regulovat v rozmezí do přibližně 30 nm...
|
|
|
Ultra tenké vrstvy nanášené magnetronovým naprašováním a jejich charakterizace
Petr, Martin ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Straňák, Vítězslav (oponent) ; Tichý, Milan (oponent)
Práce je zaměřena na depozici tenkých a ultratenkých vrstev plazmových polymerů, jejich charakterizaci a přípravu nanokompozitů kov/plazmový polymer. Charakterizace vrstev byla částečně prováděna in-situ bez vystavení vzorků okolní atmosféře - metodou spektrální elipsometrie byla měřena tloušťka vrstev, metodou XPS pak chemická struktura vrstev. Po přípravě vzorků byla ex-situ měřena morfologie vrstev i jejich optické vlastnosti. Ukazuje se, že v počátečních stádiích růstu vlastnosti vrstev plazmových polymerů závisí na jejich tloušťce i na materiálu substrátu. Pro připravené nanokompozity kov/plazmový polymer byla rozvinuta celá řada aplikací: mohou sloužit jako superhydrofobní povrchy, gradientní povrchy, substráty pro Ramanovu spektroskopii nebo jako antibakteriální vrstvy. Velká pozornost byla věnována také speciálním optickým vlastnostem připravených nanokompozitních vrstev. Práce má experimentální charakter.
|
|
|
Příprava hydrofobních flurouhlíkových vrstev pomocí metod plazmové polymerace
Petr, Martin ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kudrna, Pavel (oponent)
Práce se věnuje přípravě hydrofobních fluorouhlíkových tenkých vrstev metodou magnetronového naprašování polymerního PTFE terče. Ukazuje vliv depozičních podmínek, hlavně tlaku pracovního plynu a výkonu dodaného do systému, na vlastnosti deponovaných CFx vrstev - na jejich chemické složení, morfologii, smáčivost, bariérové a optické vlastnosti, stabilitu i možnost jejich bioaplikace. V práci je využit i nový způsob nezávislé kontroly morfologie a chemického složení povrchu vrstev pomocí depozice podložní vrstvy nanočástic - a to jak kovových (Pt, Cu, Al), tak i polymerních (C:H, nylon). To vede ke kontrole hydrofobicity vrstev a k depozici vrstev super-hydrofobních. Práce má experimentální charakter.
|
|
|
Příprava kovových nanoklastrů a jejich charakterizace
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Měděné nanoklastry mají potenciál pro vytváření nanostrukturovaných povrchů, které mohou najít využití zejména v elektronice, elektrotechnice, optice, ale i v biomedicíně. Aby mohly být později takové povrchy vytvořeny, je nutné nejprve najít způsob přípravy nanoklastrů a podrobně je charakterizovat, a právě tím se zabývá předkládaná práce. Nejdříve jsme nalezli opakovatelný postup pro přípravu měděných nanoklastrů pomocí agregačního plynového nanoklastrového zdroje. Za použití krystalových mikrovah a optické elipsometrie jsme zkoumali homogenitu připravených vrstev a zjistili jsme, že nadeponovaná vrstva je při určitých podmínkách homogenní. Měřili jsme depoziční rychlost nanoklastrů v závislosti na magnetronovém proudu a tlaku v agregační i depoziční komoře. Zjistili jsme, že depoziční rychlost lineárně roste s proudem, ale při nízkých proudech nanoklastrový zdroj téměř nedeponuje. Dále jsme zjistili, že existuje maximum depoziční rychlosti pro určitý tlak. Určili jsme rozmezí tlaků v depoziční komoře, při kterých nanoklastrový zdroj deponuje, což je důležité zejména pro přípravu nanokompozitních materiálů. Zkoumali jsme velikost, tvar nanoklastrů a růst vrstvy pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a zjistili jsme, že připravené vrstvy jsou velmi porézní. Změřili jsme drsnost a optickou absorbanci...
|
|
|
Diagnostika plazmatu depozičních zdrojů pomocí Langmuirových sond
Šedivý, Petr ; Kousal, Jaroslav (vedoucí práce) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Tato experimentální práce se zabývá měřením základních vlastností plazmatu - plazmového potenciálu, elektronové teploty a hustoty částic. Jako měřicí metody byly zvoleny Langmuirovy sondy - zvláště jednoduchá sonda. Na začátku práce jsou vyloženy krátce základní vlastnosti plazmatu, dále je popsána metodika určování jednotlivých parametrů plazmatu z voltampérové charakteristiky sondy. Třetí kapitola se věnuje samotnému experimentálnímu popisu sondy, aparatury a s nimi spojenou obsluhu. Plazma, které bylo měřeno v rámci této práce, pocházelo od nového dutého magnetronu, který bude sloužit jako budoucí zdroj nanočástic. Výsledky práce se soustřeďují na popsání jednotlivých veličin plazmatu v závislosti na dalších proměnných, jako jsou výkon magnetronu, tlak plynu, prostorová závislost, přítomnost dalšího vnějšího magnetického pole.
|
|
| |
host ::
RSS.