|
|
Structure investigation of hydrogels using a cryo-SEM
Adámková, Kateřina ; Hrubanová, Kamila ; Samek, Ota ; Trudičová, M. ; Sedláček, P. ; Krzyžánek, Vladislav
Hydrogels can be characterized as elastic hydrophilic polymer chains connected in network\nwhich are able to swell notably when exposed to aqueous media by absorbing considerable\namounts of water. Besides being a constituent of living organisms, nowadays, there are\nvarious fields hydrated polymers (e.g. polyvinyl alcohol, collagen, and starch) can be utilized\n– in both biological and non-biological form. Classic examples of such applications are\nhuman health and cosmetics (contact lenses, wound healing dressings and artificial\nreplacement tissues – skin, arterial grafts, cornea and spinal disc replacement), pharmacy\n(drug delivery systems), bioengineering, food industry, agriculture etc. Also, hydrogels\ncan reversibly change their shape when being exposed to a temperature change.
|
|
|
Řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních hydrogelů.
Oborná, Jana ; Chýlková, Jaromíra (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Kučerík, Jiří (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předkládaná dizertační práce je zaměřena na řízené uvolňování léčiv z biodegradabilních amfifilních hydrogelů na bázi kopolymeru hydrofobní kyseliny poly(mléčné) a poly(glykolové) a hydrofilního polyethylenglykolu (PLGA-PEG-PLGA, ABA) a jeho modifikace anhydridem kyseliny itakonové (ITA). Výsledný ,-itakonyl(PLGA-PEG-PLGA) je označovaný v této práci jako ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA neboli ITA/ABA/ITA. Kyselina itakonová poskytuje reaktivní dvojné vazby a funkční karboxylovou skupinu na koncích řetězce PLGA-PEG-PLGA kopolymeru, čímž se modifikovaný kopolymer ITA/ABA/ITA stává méně hydrofobním a nabízí tak možnost tvořit nosič i pro léčivé látky hydrofilní povahy. Tyto funkční kopolymery jsou citlivé na teplo a změnou vnějšího prostředí (teploty) vykazují sol-gel fázový přechod díky vzniku micelární struktury gelu. Léčivé látky tak mohou být smíchány s kopolymerem, který je v nízko viskózní fázi (sol fáze) a následně tato směs může být injektována do těla pacienta na cílové místo, kde vytvoří gel při 37 °C. Tento hydrogel se stává zásobníkem léčivé látky, odkud se postupně substance uvolňuje. Predikce trendu uvolňování léčivé látky z hydrogelu je účinný nástroj pro zjištění frekvence podávání, zvýšení účinnosti léčiva a také pro zjištění nežádoucích účinků spojené s dávkováním. Jako hydrofilní modelové léčivo bylo vybráno analgetikum paracetamol. Zástupce hydrofobního modelového léčiva bylo použito sulfonamidové antibiotikum sulfathiazol. Přídání léčivé látky do roztoku kopolymeru mělo následně významný vliv na výslednou tuhost hydrogelu. Vliv na tuhost hydrogelu a následnou stabilitu systému mělo použití nanohydroxyapatitu i různých rozpouštědel resp. inkubačních médií. Řízené uvolňování léčiv probíhalo v simulovaných podmínkách lidského těla. Tato práce se zabývá ověřením Korsmeyer-Peppasova modelu vhodného pro popis uvolňování hydrofobního modelového léčiva sulfathiazolu z hydrogelu ABA i ITA/ABA/ITA. Naopak bylo prokázáno, že Korsmeyer-Peppasův model není vhodný pro popis uvolňování hydrofilního léčiva paracetamolu z ABA hydrogelů, proto byl navržen nový regresní model, vhodný jak pro pufrované simulované prostředí, tak i pro vodu. Tento model byl také ověřen za velmi těsný i pro popis uvolňování sulfathiazolu i paracetamolu z kompozitního materiálu připraveného z ABA hydrogelu a nanohydroxyapatitu.
|
|
|
Microstructure, swelling and deformation behavior of methacrylate hydrogels with interpenetrating network structure
Sadakbayeva, Zhansaya ; Dušková - Smrčková, Miroslava (vedoucí práce) ; Hanyková, Lenka (oponent) ; Kuta, Antonín (oponent)
Název: Mikrostruktura, botnání a deformační chování methakrylátových hydrogelů s interpenetrující síťovou strukturou Autor: Zhansaya Sadakbayeva Školící pracoviště: Katedra makromolekulární fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova Praha Školitel: Ing. Miroslava Dušková Smrčková, Dr., Ústav makromolekulární chemie Akademie věd České republiky, v.v.i. Konzultant: Prof. Ing. Karel Dušek, DrSc., Ústav makromolekulární chemie Akademie věd České republiky, v.v.i. Abstrakt: Předkládaná práce je věnována hydrogelům s interpenetrujícími polymerními sítěmi (IPN), vytvořeným postupnými procesy, kdy první síť je připravena redoxní polymerizací 2-hydroxyethyl-methakrylátu (HEMA), a druhá síť následně UV-iniciovanou polymerizací HEMA nebo glycerolmethakrylátu (GMA). Mikrostruktura, botnání a deformační odezvy IPN hydrogelů a jejich konstitučních hydrogelových sítí byly zkoumány různými technikami. Bylo zjištěno, že mikrostruktura první sítě poly(HEMA) je citlivá na podmínky polymerizace. Byla navržena nová cesta pro jednostupňovou syntézu kryogelu poly(HEMA) s dvojí porozitou. Tvorba druhé sítě na bázi poly(GMA) v prostředí neporézních a makroporézních mateřských sítí poly(HEMA) byla kvantitativně studována pomocí ATR FTIR, UV spektrofotometrie, sol-extrakce a reologických technik. Rozptyl záření...
|
|
|
Fluorescenční sondy pro studium vlastností hydrogelových systémů
Máčala, Jakub ; Venerová, Tereza (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá možnostmi použití vybraných fluorescenčních sond ke studiu vlastností hydrogelových systémů. Vybranými fluorescenčními sondami byly Prodan pro studium polarity, HPTS pro studium pH prostředí a komplex platiny [2,6-Bis(2-pyridyl)fenyl-C,N,N]chloroplatina kvůli svým unikátním fluorescenčním vlastnostem a potenciálu například pro měření přenosu energie v hydrogelových systémech. Spektrální vlastnosti fluoroforů byly nejprve definovány ve vybraném souboru rozpouštědel o různé polaritě pomocí metody stacionární fluorescenční spektroskopie. Vlastnosti sondy HPTS byly rovněž zkoumány v pufrech o různém pH. Následně byly připraveny hydrogely na bázi hyaluronan-septonex a na bázi dextran-SDS s inkorporovaným fluorescenčními sondami. Měření stacionární fluorescence fluoroforů z prostředí hydrogelů probíhalo pomocí optických vláken fluorimetru. Bylo zjištěno, že sondy Prodan a HPTS se zdají býti vhodným prostředkem ke studiu polarity a pH hydrogelů a pravděpodobně budou moci být použity pro studium hydrogelů i dalšími technikami, jako je fluorescenční mikroskopie, zatímco komplex platiny je kvůli nízké intenzitě fluorescence a možnému zhášení polárním vodným prostředím nejspíše dále nepoužitelným pro další měření.
|
|
|
Bigely - příprava a charakterizace
Mušková, Alexandra ; Krouská, Jitka (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá štúdiom bigélov, ktoré sú zložené z hydrogélu a oleogélu. Cieľom práce bolo pripraviť a charakterizovať bigély. Hydrogély boli pripravené na základe interakcie záporne nabitého tenzidu (Septonex) a kladne nabitého polyméru (hyaluronan). Oleogély boli pripravené zmiešaním neiónogenného tenzidu (sorbitan monopalmitát) so slnečnicovým olejom. Zmiešaním rôznych pomerov hydrogélu a oleogélu vznikol bigél. Jednotlivé bigély boli charakterizované pomocou fluorescenčného mikroskopu a reologických meraní. U pripravených vzoriek boli vykonané fluorescenčné pozorovania za použitia nílskej červene, perylénu, HPTS, ATTO 655 a fluoresceínu. Z reologických experimentov vyplýva, že čistý oleogél je v porovnaní s bigélmi a hydrogélmi najpevnejší a najtuhší. Preto čím viac oleogélu sa v systéme nachádza, tým je bigél pevnejší.
|
|
|
Transportní vlastnosti hydrogelových systémů na bázi dextranu
Vyroubal, David ; Kalina, Michal (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem transportních vlastností hydrogelových systému na bázi dextranu. Cílem práce je prozkoumat jejich schopnost absorbovat a uvolňovat navázanou látku. Jako sonda pro zkoumání transportních vlastností těchto systémů byla použita nilská červeň. Všechny hydrogely byly připravovány tzv. „mokrou cestou“, kdy se nejprve připraví zásobní roztoky dextranu a tenzidů a následně se smíchají za vzniku gelu. Nilská červeň byla vždy rozpuštěna v zásobním roztoku tenzidu a při smíchání se vytvářely zabarvené gely. Takto bylo vytvořeno několik typů gelů, které se lišily koncentrací použitého tenzidu a nilské červeně. Supernatanty byly poté spektrofotometricky měřeny po různých časových intervalech. Pro prostudování transportních vlastností ve více prostředích byl původní supernatant po přípravě hydrogelů vyměněn za roztok tenzidu nebo za fyziologický roztok.
|
|
|
Studium kvality hydrofobních domén ve fázově separovaných hydrogelech
Burešová, Natálie ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem hydrofobních domén ve fázově separovaných hydrogelech. Byly použity dva typy polyelektrolytů (hyaluronan, dextran) a opačně nabitých tenzidů (karbethopendecinium bromid, dodecylsulfát sodný). Fázově separované hydrogely byly vytvořeny elektrostatickými interakcemi. Cílem práce je zkoumání polarity prostředí ve fázově separovaných hydrogelech pomocí fluorescenční spektroskopie. Fluorescenční meření probíhalo za použití pyrenu, nilské červeně a laurdanu jako fluorescenčních sond. Všechny sondy jsou citlivé na polaritu prostředí. Výsledky ukazují, že se dá předpokládat přítomnost sond v polárním prostředí hydrogelů.
|
|
|
Sledování změny pH v systému fázově separovaných hydrogelů
Heger, Richard ; Smilek, Jiří (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá sledováním změn pH a popisu vlastností ve fázově separovaných hydrogelech připravených interakcí polyelektrolytu a opačně nabitého tenzidu. Pro potřeby této práce byly hydrogely připravovány interakcí hyaluronanu se Septonexem. Všechny hydrogely byly vystavovány změnám hodnot pH (4–9). Změny pH byly monitorovány pomocí spektroskopických indikátorů, methyloranží, methylčervení, bromthymolovou modří a fenolftaleinem. Vlastnosti před a po změně pH byly porovnány pomocí reologických metod. Doplňující informace byly také získány z termogravimetrických analýz. Těmito metodami bylo dokázáno, že změnami pH lze upravovat mechanické vlastnosti a částečně i vnitřní strukturu hydrogelů. Z reologických testů vyplývá, že z aplikačního hlediska jsou nejzajímavější hydrogely pozorované při pH 9, které mají nejpevnější vazby, ale malou propustnost, a hydrogely popsané při pH 7, které jsou naopak mnohem měkčí a jsou schopné absorbovat velké množství vody.
|
|
|
Časově rozlišená fluorescence ve výzkumu interakcí hyaluronanu a koloidních systémů
Mondek, Jakub ; Táborský, Petr (oponent) ; Peter, Kapusta (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Cílem předložené dizertační práce bylo studium pokročilých fluorescenčních technik a jejich využití v problematice koloidních soustav, respektive systémů hyaluronan-tenzid a hydrogelových systémů založených na hyaluronanu. Časově-rozlišená fluorescence spolu se stacionární fluorescencí byly použity pro studium hyaluronanových systémů za účelem určení vlivu hydratace hyaluronanu na jeho interakce s (opačně nabitými) micelárními útvary pomocí fluorescenčních sond podstupujících deprotonaci v excitovaném stavu. Nejdříve byly diskutovány různé fluroescenční sondy podstupující deprotonaci v excitovaném stavu, z nichž byla vybrána jedna jako vhodný kandidát pro další experimenty. Na základě citlivosti deprotonace v excitovaném stavu vybrané fluorescenční sondy 1-naftolu byl určen vliv hyaluronanu na vnitřní prostředí micel a zároveň byla, na základě těchto experimentů, diskutována struktura hydratačního obalu hyaluronanu. Další část předložené dizertační práce se věnovala metodě fluorescenční časově-rozlišené korelační spektroskopie a vývoji metody nanoreologie. Pomocí vytvořeného skriptu v softwaru MATLAB byly převedeny získané korelační funkce na střední posun fluorescenčně značených částic. Nejprve bylo potvrzeno, že fluroescenční korelační spektroskopie může být použita pro mikroreologická měření, a to srovnáním s již známými metodami videomikroreologie a mikroreologie pomocí dynamického rozptylu světla. Následně byla vyvinuta metoda nanoreologie a bylo diskutováno její použití pro studium pasivní nanoreologie v hydrogelových systémech založených na hyaluronanu. Na základě diskutovaných experimentů byla optimalizována metoda mikroreologie, respektive nanoreologie pomocí fluroescenční korelační spektroskopie až k použitelnosti této metody pro studium gelů.
|
|
|
Teplotně citlivé hydrogely
Šestáková, Eliška ; Hanyková, Lenka (vedoucí práce) ; Kouřilová, Hana (oponent)
Hydrogely jsou měkké látky složené z polymerních sítí nabotnalých ve vodě. Některé z nich při změně teploty reagují skokovou změnou objemu. Tento fázový přechod je označován jako kolaps a odpovídá konformační změně, při které polymerní řetězce přechází z konformace klubka do konformace globule. Vlastnostmi se hydrogely podobají živým tkáním (chrupavkám, šlachám a sval·m), nejen proto jsou perspektivními materiály ohledně aplikací v biotechnologiích a farmacii. Tato práce se zabývá studiem kolapsu v hydrogelech tvořenými jednoduchými a dvojitými sítěmi (speciální případ dvou interpenetrujících polymerních sítí). Připravené vzorky (PNIPAAm, PNNDEAAm, PAMPS, PAAm a odpovídající dvojité sítě s PAAm jako druhou složkou) byly zkoumány pomocí botnacích, DSC a NMR experiment·. Botnací experimenty prokázaly, že dvojité sítě vykazují větší míru nabotnání a také vyšší kritickou teplotu než příslušné sítě jednoduché. Pomocí NMR a DSC experiment· byla určena entalpie kolapsu. Bylo zjištěno, že na signálech NMR se podílí jen část polymerních jednotek teplotně citlivého hydrogelu kv·li velké hustotě sesí'ování. 1
|
host ::
RSS.