|
|
Preparation of microfiber structures based on PHB copolymer
Kecíková, Alžbeta ; Brtníková, Jana (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Master’s thesis deals with the preparation of microfibrous structures based on poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB) and its copolymer with poly(4-hydroxybutyrate) using centrifugal spinning technology. The microfibers were modified by the addition of oligomer P3HB and a plasticizer. The centrifugal spinning process was optimized for each material by solution viscosity, polymer molecular weight, speed of spineret, and presence of solvent. One of the part of optimalization was the addition of formic acid and acetic acid to the dissolution system. Microfibrous structures have been investigated in terms of morphology, mechanical properties, wetting and biocompatibility. P3HB fibers were also surface treated with lipase solutions to reduce their hydrophobicity. The prepared bulky fiber cocoons have a suitable 3D microstructure for monitoring and testing biological properties in vitro. Thus, a potential application of microfiber structures is as 3D cell culture carriers in an scaffolds in vitro system.
|
|
|
Novel Antibacterial Collagen Scaffolds for Regenerative Medicine
Dorazilová, Jana ; Brtníková, Jana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá charakterizací 3D porézních kolagenových pěn obsahující vybraná antibakteriální činidla. V literární části jsou shrnuty dosavadní poznatky o biomateriálech a biopolymerech se zaměřením na kolagen a chitosan. Dále jsou v ní popsány antibakteriálních vlastnosti nanočástic v kontextu s využitím selenových nanočástic jako antibakteriální činidla. Pro potřeby této práce byla vybrána antibakteriální aditiva dvojího typu – biopolymerní chitosan a selenové nanočástice. 3D porézní struktury bylo dosaženo metodou lyofilizace. Mechanické vlastnosti biopolymerní matrice byly podpořeny síťováním v prostředí chemického síťovadla na bázi karbodiimidu. K charakterizaci připravených kolagenových pěn byly použity především fyzikálně chemické metody. Na analýzu mikrostruktury a velikosti pórů, vizualizaci nanočástic a jejich distribuci v testovaných materiálech byla využita rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) spolu s energiově disperzní analýzou (EDX). Parametry jako je porozita, botnací poměr, úbytek hmotnosti při degradaci ve vodném prostředí a v prostředí enzymů byly zjištěny vhodnými gravimetrickými metodami. Ovlivnění chemické struktury kolagenové matrice před a po přidání antibakteriálních aditiv bylo sledováno za pomocí metody zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR FTIR). Procentuální uvolnění nanočástic z testovaných vzorků bylo sledováno pomocí optické emisní spektroskopie s indukčně vázanou plazmou (ICP OES). K zhodnocení antibakteriálních vlastností testovaných materiálů byly použity především difúzní agarová disková metoda a makrodiluční bujónová metoda. Provedeným výzkumem jsme zjistili vliv přídavku antibakteriálních činidel na strukturu a některé vlastnosti 3D kolagenových matric. Výsledky antibakteriálních testů ukázaly pozitivní vliv chitosanu i selenových nanočástic na inhibici růstu bakterií v závislosti na koncentraci přidaných aditiv. Navržené materiály mohou být využity pro biomedicínské aplikace především v oblastech zabývající se regenerací měkkých tkání.
|
|
| |
|
|
Optimization of methods for protein analysis released from thermosensitive hydrogel
Lysáková, Klára ; Brtníková, Jana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce je zaměřena na metody hodnocení modelových proteinů (albuminu a lysozymu) a tkáňového léčivého proteinu (stabilního fibroblastového růstového faktoru 2; FGF2-stab) z „inteligentního“ hydrogelového nosiče na bázi biologicky odbouratelného termosenzitivního PLGA-PEG-PLGA triblokového kopolymeru. V teoretické části je zpracován stručný přehled termocitlivých polymerů, jejich vlastnosti, struktura a využití výše uvedených proteinů. Dále jsou zmíněny typy interakcí, které mohou nastat mezi proteiny a polymerními nosiči. V experimentální části byla struktura blokového PLGA-PEG-PLGA kopolymeru charakterizována gelovou permeační chromatografií a 1H NMR, zatímco jeho viskoelastické vlastnosti včetně sol-gel přechodu byly hodnoceny reologickou analýzou. Hlavním cílem práce bylo lepší pochopení uvolňování nově patentovaného FGF2-stab proteinu z injektovatelného PLGA-PEG-PLGA hydrogelu tvořícího při gel při fyziologické teplotě. Množství uvolněného FGF2-stab bylo měřeno UV-VIS spektrofotometrem v přítomnosti Bradfordova činidla, které se váže na proteiny, což vede k posunu jejich absorpčních maxim z 280 nm na 595nm. Pro srovnání byla použita SDS-page elektroforéza, dělící protein podle molekulové hmotnosti. Bylo zjištěno, že modelové proteiny, které byly různé velikosti, ale převážně nepolární povahy, vykazovaly dvoustupňové uvolňování, zatímco FGF2-stab (25 kg.mol-1) vykazoval z PLGA-PEG-PLGA hydrogelu řízené jednostupňové uvolňování, které probíhalo pouhou difúzí, jelikož se jedná převážně o polární molekulu, která se nachází pravděpodobně na povrchu micel, a ne v jejich jádru. Tyto výsledky jsou velmi důležité pro vyladění uvolňování proteinů z hydrogelových nosičů tak, aby vyhovovaly určité aplikaci, v tomto případě řízené regeneraci tkání.
|
|
|
Effect of bioceramic additives on morphology, physical and biological properties of collagen scaffolds for bone tissue engineering
Klieštiková, Nikola ; Poláček, Petr (referee) ; Brtníková, Jana (advisor)
Diplomová práce se zabývá přípravou trojrozměrných porézních kolagenových kompozitních nosičů pro tkáňové inženýrství kostí a studiem vlivu přídavku biokeramických částic na morfologické, biomechanické a biologické vlastnosti. Teoretická část popisuje biomateriály a biokeramické částice používané pro nosiče v tkáňové inženýrství kostí a jejich metody výroby. Pokud jde o experimentální část, byly vzorky připraveny metodou lyofilizace. Testovaným materiálem byl kolagen typu I z prasečího a hovězího zdroje, který byl kombinován s hydroxyapatitem a směsí -fosforečnanu vápenatého s -fosforečnanem vápenatým v poměrech 1 : 1, 1 : 2 a 2 : 1. Byl hodnocen vliv rozpustnosti a velikosti částic na morfologii, mechaniku a biokompatibilitu nosičů. Přidání biokeramických částic změnilo morfologii vzorků. Velikost pórů se snížila, zatímco pórovitost byla ve všech testovaných vzorcích téměř stejná. Biokeramické částice také způsobily, že kolagenová matrice nosičů byla méně hydrofilní, a navíc dokázaly stabilizovat nosiče proti působení enzymatické degradace. Biomechanické vlastnosti vzorků byly testovány v suchém i mokrém stavu. V suchém stavu dosáhl nejvyšší pevnosti v tlaku čistý bovinní kolagenový nosič, naopak v hydratovaném stavu, dosáhly nejvyšší hodnoty vzorky obsahující biokeramické částice. Žádný ze vzorků nebyl cytotoxický a nejvhodnější prostředí pro buněčnou adhezi a proliferaci bylo v čistém bovinním kolagenovém nosiči a také v kolagenovém kompozitním nosiči s poměrem HAp : -TCP : 1 : 1.
|
|
|
The effect of salts on the hydrolytic stability of biopolymer carriers with antibacterial substances
Tertinská, Martina ; Brtníková, Jana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá vplyvom soli na stabilitu biopolymérnych nosičov z proteínu a polysacharidu. Teoretická časť sa zaoberá biomateriálmi a materiálmi na prípravu vzoriek a taktiež sa zaoberá momentálnou situáciou liečby infikovaných rán rôznymi materiálmi. V experimentálnej časti boli pripravené nosiče v dvoch rôznych pufroch, s rôznymi koncentráciami chloridu sodného v snahe stabilizovať bioaktívne proteíny, peptidy alebo enzýmy, všeobecne používané a vkladané do nosičov. Boli sledované vlastnosti ako hydrolytická stabilita, botnanie a vplyv rôznych koncentrácii soli na stabilitu vzorku. Keď bola stanovená vhodná koncentrácia soli, do vzoriek bol pridaný antibakteriálny enzým a bolo sledované jeho uvoľňovanie. Zatiaľ čo pri nesieťovaných vzorkách boli sledované významné rozdiely v hydrolytickej stabilite a uvoľňovaní pre vzorky so soľou a bez nej, pri sieťovaných vzorkách boli tieto rozdiely zanedbateľné. Vo všetkých prípadoch sa však enzým uvoľnený zo vzoriek uvoľňoval podľa kinetiky prvého rádu, ktorá závisí na koncentrácii. Na základe výsledkov z difúznych testov robených na rôznych kmeňoch Zlatého stafylokoka bola pre túto prácu vybraná koncentrácia lyzostafínu 325 mg/ml. Pripravené nosiče s antibakteriálnymi enzýmami by mohli byť používané ako kryty rán s krátkodobým alebo dlhodobým uvoľňovaním na rany infikované Zlatým stafylokokom alebo methycilín rezistentným Zlatým stafylokokom (MRSA).
|
|
|
Porous hydrogels from natural gum modified with bio-active substances for accelerated wound healing
Černá, Eva ; Brtníková, Jana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Hlavní téma této diplomové práce se zaměřuje na navržení, přípravu a optimalizaci složení hydrogelového krytu ran s vlastnostmi podobnými kůži. Finančně nenáročný hydrogelový kryt s vlastnostmi, který podporuje proces hojení, zabraňuje bakteriální infekci a snadná manipulace, je myšleným výsledkem této práce. Teoretická část je zaměřena na charakterizaci jednotlivých vrstev kůže, polymerní materiály vhodné pro léčbu ran, aditiva které podporují hojení a mají antimikrobiální vlastnosti, které tvoří aseptické prostředí v ráně. Experimentální práce zahrnuje několik kroků. Prvním z nich je optimalizace složení hydrogelového krytu ran složeného z přírodního polymeru, pryskyřice Gum Karaya (GK) modifikovaného se syntetickými hydrofilními gelujícími polymery a důležitou změkčující složkou pro získání měkkého, elastického a transparentního materiálu získaného metodou sušení, lyofilizace. Připravené filmy byly testování z hlediska botnání, hydrolitické stability, transparentnosti, pevnost v tahu v suchém i mokrém stavu, chemické složení a morfologie. Druhý krok zahrnoval integraci bioaktivního antiseptika do struktury hydrogelu, který zajišťuje vhodné antimikrobiální podmínky pro hojení ran. Připravené transparentní, hydrolyticky stabilní filmy se ukázaly být efektivní proti oběma testovaným druhům bakteriálních kmenů, gram-pozitivním i gram-negativním, mezi které patřily: Staphylococcus aureus methicillin-senzitivní, Staphylococcus aureus methicillin-rezistentní, Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans and Escherichia coli. Následná práce bude zaměřena na testování in vitro a in vivo testy biocompatibility.
|
|
|
The effect of organic and inorganic additives on the chemico-physical properties of biopolymer substrates for tissue engineering
Kohoutek, Martin ; Muchová, Johana (referee) ; Brtníková, Jana (advisor)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou a charakterizací kompozitních kolagenových nosičů, s důrazem na jejich chemicko-fyzikální vlastnosti pro možné aplikace jak v tkáňovém inženýrství kostí, tak i kůže. V teoretické části jsou popsány vybrané komponenty pro přípravu tkáňových nosičů, které byly později použity k přípravě 3D porézních vzorků v experimentální části. Celkem byly připraveny čtyři typy kompozitních nosičů a jeden referenční typ z čistého kolagenu za použití techniky lyofilizace. Dva typy vzorků sestávaly z kombinace kolagenu a oxidované celulózy (OC) nebo kolagenu a karboxymethyl celulózy (CMC). Další dva typy byly založeny na stejné kombinaci jak předchozí dva typy (kolagen s deriváty celulózy) navíc s přídavkem biokeramiky na bázi hydroxyapatitu a fosforečnanu vápenatého. Mikrostruktura, porozita a velikost pórů byly vyhodnoceny pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Nejvyšší porozity a velikosti pórů dosáhly referenční skafoldy s čistým kolagenem, další v pořadí pak byly kompozity kolagenu s OC a CMC. Nejnižší porozitu a velikost pórů měly skafoldy s biokeramikou, zejména pak ty obsahující i CMC. Při analýze botnání a enzymatické degradaci in vitro bylo zjištěno, že hydrofilita a úbytek hmotnosti vzorků v procesu degradace spolu korelují. Nosiče bez biokeramiky byly hydrofilnější a dosáhly větší ztráty hmotnosti než vzorky s biokeramikou. Čistý kolagen byl svými výsledky mezi těmito dvěma skupinami. Vzorky s CMC byly hydrofilnější a degradabilnější než jejich protějšky obsahující OC. Co se týká mechanických vlastností, skafoldy s biokeramikou dosáhly vyšší pevnosti v tlaku v mokrém stavu než skafoldy bez biokeramiky. Mechanické vlastnosti byly obecně lepší u vzorků se snižující se porozitou a hydrofilitou.
|
|
|
Preparation and characterisation of encapsulated biogenic nanoparticles for medical application
Poláková, Veronika ; Vojtová, Lucy (referee) ; Brtníková, Jana (advisor)
Cieľom tejto bakalárskej práce je príprava a polymérová enkapsulácia antibakteriálnych biogénnych nanočastíc, tak aby sa zvýšila stabilita, znížila cytotoxicita a bola zachovaná ich antibakteriálna aktivita. Teoretická časť obsahuje informácie o regeneratívnej medicíne, bežne používaných nanoštruktúrach v regeneratívnej medicíne, ich vlastnostiach a metódach enkapsulácie. Experimentálna časť popisuje procesy prípravy selénových nanočastíc za použitia rôznych metód so špecifickými stabilizátormi a pokračuje enkapsuláciou do prírodného polyméru. Použité metódy enkapsulácie sú založené na samostatnej polymerizácii a pokrývaní vybraným, v prírode sa vyskytujúcim polymérom s adhezívnymi vlastnosťami. Boli skúmané chemické a fyzikálne vlastnosti čistých a enkapsulovaných selénových nanočastíc, ako je ich koncentrácia a morfológia (veľkosť a tvar), boli skúmané pomocou infračervenej spektrofotometrie s Fourierovou transformáciou a skenovacej transmisnej elektrónovej mikroskopie. Bolo zistené, že rôzne metódy poskytnú nanočastice s rôznou veľkosťou, tvarom a stabilitou. Hlavným výsledkom je vytvorenie a popísanie optimalizovanej metódy syntézy selénových častíc, ich stabilizácia a enkapsulácia. Nanočastice syntetizované touto metódou majú sférický tvar a ich veľkosť sa pohybuje v rozmedzí od 10.5 do 101 nm. Veľkosť väčšiny takto syntetizovaných nanočastíc leží v intervale od 10.5 do 40 nm. Enkapsulované nanočastice sú väčšie a pohybujú sa v hodnotách od 74.5 do 571.5 nm.
|
|
|
Fotostabilization of biopolymeric materials for regenerative medicine
Izsák, Dávid ; Muchová, Johana (referee) ; Brtníková, Jana (advisor)
Nestabilizované biopolyméry často vykazujú zlé mechanické vlastnosti. Stabilizáciu a zlepšenie týchto vlastností je možné dosiahnuť sieťovaním, ale tradične používané sieťovacie činidlá sú pre ľudské telo často cytotoxické a škodlivé. Cieľom tejto práce je nájsť vhodnú netoxickú sieťovaciu metódu, ktorá by bola dostatočne účinná, ale zároveň by nepredstavovala nebezpečenstvo pre žiadny organizmus. Metóda sieťovania vyvinutá v predloženej bakalárskej práci by mala byť porovnateľne účinná ako tradične používané metódy (napr. sieťovanie na báze chemického karbodiimidu) a tiež potenciálne menej cytotoxické pri použití prírodných látok. Navrhovaná alternatívna metóda sieťovania by mala zlepšiť pevnosť a stabilitu sieťovaných biopolymérov a zvýšiť ich biologickú funkčnosť. Predkladaná práca sa konkrétne zaoberá stabilizáciou kolagénových skafoldov pomocou vitamínu dôležitého pre ľudský metabolizmus a následným ožarovaním krátkou a dlhou vlnovou dĺžkou. Teoretická časť obsahuje všeobecný prehľad možných netoxických sieťovacích činidiel, popisuje štruktúru kolagénu a charakterizuje jeho vlastnosti a vlastnosti použitého vitamínu ako sieťovadla. Experimentálna časť sa zaoberá prípravou a optimalizáciou sieťovania kolagénových skafoldov. Skúmalo sa botnanie, degradácia a morfológia skafoldov, ako aj sekundárna štruktúra kolagénu. Výsledkom bolo získanie dostatočne silných sieťovaných skafoldov.
|
guest ::
RSS feed.