|
|
Poly(3-hydroxybutyrate) based materials for 3D printing in medical applications
Krobot, Štěpán ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the preparation and testing of 3D printed scaffolds for bone tissue engineering. The aim of the thesis is laboratory preparation of polymer blends on the basis of poly(3-hydroxybutyrate), poly(lactic acid) and polycaprolactone and their processing into the form of 3D printing filaments. Three polymeric blends were prepared and processed into the form of 3D printing filaments. Differential scanning calorimetry was conducted to evaluate the thermal properties, followed by temperature tower test and warping test to determine the processing conditions for 3D printing. The lowest warping coefficient was 1.26 for a blend of poly(3-hydroxybutyrate) with polycaprolactone and plasticizer. Tensile test, three-point flexural test and compression test were used to study the mechanical properties of materials. Scaffolds with different surfaces for bone tissue engineering were 3D printed from prepared filaments to determine the most optimal surface for cell proliferation. To determine the surface properties and their influence on cell adhesion, optical contact angle measurement with the use of OWRK method to calculate surface energy was conducted. 3D printed surfaces were also subjected to roughness analysis by confocal microscopy to determine their roughness and its effect on contact angle with water and cell growth. Finally, in the last part, in vitro tests on scaffolds were conducted in collaboration with the Institute of Experimental Medicine (Czech Academy of Sciences) to find out whether the prepared materials are non-cytotoxic and how the surface of scaffold affects the cell growth and proliferation. In the end, two out of three materials were proven to be non-cytotoxic (both blends of poly(3-hydroxybutyrate) with polycaprolactone) and that their mechanical properties were comparable with human trabecular bone. The most optimal surface for cell growth is probably grid diameter 50 m with roughness along the perimeter 1.9 m, which corresponds with water contact angle 74.1°.
|
|
|
Řízení rozpustnosti biodegradovatelných obalů na bázi škrobu
Krobot, Štěpán ; Ondreáš, František (oponent) ; Lepcio, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou a testováním biodegradovatelných fólií na bázi škrobu. Cílem práce je laboratorní příprava fólií na bázi různých druhů škrobu, glycerolu, polyvinylalkoholu a s přídavkem plastifikátoru – kyseliny citronové. Byly použity čtyři různé druhy škrobu a dva druhy polyvinylalkoholu. V první sérii vzorků byl měněn poměr přidaného glycerolu k obsahu škrobu. Vzorky ve druhé sérii byly připraveny ve stejných poměrech, avšak s rozdílným PVA. Do poslední série vzorků byl navíc přidán roztok kyseliny citronové. Druhým cílem práce, po vylisování fólií, bylo stanovení jejich rozpustnosti a stability ve vodném prostředí v závislosti na poměru mezi přidaným glycerolem k obsahu škrobu, na druhu použitého polyvinylalkoholu, a na přídavku kyseliny citronové do směsi. Bylo zjištěno, že kyselina citronová má zřejmě vliv na chemickou strukturu fólií a tím ovlivňuje jejich rozpustnost ve vodném prostředí a rovněž mechanické vlastnosti. Ke studiu struktury fólií a objasnění jejího vlivu na rozpustnost byla použita infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR).
|
|
|
Poly(3-hydroxybutyrate) based materials for 3D printing in medical applications
Krobot, Štěpán ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the preparation and testing of 3D printed scaffolds for bone tissue engineering. The aim of the thesis is laboratory preparation of polymer blends on the basis of poly(3-hydroxybutyrate), poly(lactic acid) and polycaprolactone and their processing into the form of 3D printing filaments. Three polymeric blends were prepared and processed into the form of 3D printing filaments. Differential scanning calorimetry was conducted to evaluate the thermal properties, followed by temperature tower test and warping test to determine the processing conditions for 3D printing. The lowest warping coefficient was 1.26 for a blend of poly(3-hydroxybutyrate) with polycaprolactone and plasticizer. Tensile test, three-point flexural test and compression test were used to study the mechanical properties of materials. Scaffolds with different surfaces for bone tissue engineering were 3D printed from prepared filaments to determine the most optimal surface for cell proliferation. To determine the surface properties and their influence on cell adhesion, optical contact angle measurement with the use of OWRK method to calculate surface energy was conducted. 3D printed surfaces were also subjected to roughness analysis by confocal microscopy to determine their roughness and its effect on contact angle with water and cell growth. Finally, in the last part, in vitro tests on scaffolds were conducted in collaboration with the Institute of Experimental Medicine (Czech Academy of Sciences) to find out whether the prepared materials are non-cytotoxic and how the surface of scaffold affects the cell growth and proliferation. In the end, two out of three materials were proven to be non-cytotoxic (both blends of poly(3-hydroxybutyrate) with polycaprolactone) and that their mechanical properties were comparable with human trabecular bone. The most optimal surface for cell growth is probably grid diameter 50 m with roughness along the perimeter 1.9 m, which corresponds with water contact angle 74.1°.
|
|
|
Řízení rozpustnosti biodegradovatelných obalů na bázi škrobu
Krobot, Štěpán ; Ondreáš, František (oponent) ; Lepcio, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou a testováním biodegradovatelných fólií na bázi škrobu. Cílem práce je laboratorní příprava fólií na bázi různých druhů škrobu, glycerolu, polyvinylalkoholu a s přídavkem plastifikátoru – kyseliny citronové. Byly použity čtyři různé druhy škrobu a dva druhy polyvinylalkoholu. V první sérii vzorků byl měněn poměr přidaného glycerolu k obsahu škrobu. Vzorky ve druhé sérii byly připraveny ve stejných poměrech, avšak s rozdílným PVA. Do poslední série vzorků byl navíc přidán roztok kyseliny citronové. Druhým cílem práce, po vylisování fólií, bylo stanovení jejich rozpustnosti a stability ve vodném prostředí v závislosti na poměru mezi přidaným glycerolem k obsahu škrobu, na druhu použitého polyvinylalkoholu, a na přídavku kyseliny citronové do směsi. Bylo zjištěno, že kyselina citronová má zřejmě vliv na chemickou strukturu fólií a tím ovlivňuje jejich rozpustnost ve vodném prostředí a rovněž mechanické vlastnosti. Ke studiu struktury fólií a objasnění jejího vlivu na rozpustnost byla použita infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR).
|
host ::
RSS.