|
|
Toxicity study of antimicrobial wound dressings and perspective novel nanomaterials
Kozlíčková, Hana ; Vojtová, Lucy (referee) ; Zajíčková, Lenka (advisor)
This bachelor thesis deals with the study of toxicity of selected commercial antimicrobial wound dressings (StopBac STERILE, containing silver ions and Traumacel Biodress Disinfect, containing chlorhexidine) and antimicrobial nanomaterial, provided by CEITEC BUT laboratories. The experimental part of the work describes the preparation of this polycaprolactone nanomaterial, on which a layer of copper was subsequently deposited by the magnetron sputtering system BESTEC (MAGNETRON). Furthermore, a method was designed to study the cytotoxicity of individual shelters with antimicrobial additives. These tests were performed in vitro on cell cultures by leaching the materials in the laboratories of the Faculty of Science, Masaryk University in Brno. We found that, with the exception of chlorhexidine, low concentrations of active substances extracted from the materials promoted the proliferation of the studied cells, while at high concentrations there were also cytotoxic effects. The analysis of individual materials was also performed using scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy.
|
|
|
Piezoelectric nanofiber materials for wearable electronics
Frolíková, Štěpánka ; Škarvada, Pavel (referee) ; Macků, Robert (advisor)
This thesis deals with the influence of production parameters on the morphology of PVDF nanofibers produced by electrospinning. Nanofibers are generally a widely used material, nanofibers are generally a widely used material, they can also have piezoelectric properties, which gives them a specific spectrum of use, eg in biosensors. The production of nanofibers was realized by electrospinning. A scanning electron microscope was used to examine the morphology and surface properties. The aim of this thesis is to compare the properties of PVDF nanofibers produced under different settings of production parameters.
|
|
|
Electrospinning of polyvinylidenfluoride based fibers
Hošek, František ; Šťastný, Přemysl (referee) ; Částková, Klára (advisor)
Electrospinning is one of the rapidly developing methods for obtaining fibers of very small thickness. There is a wide-scale use of nanofibers, and it has a great potential in many fields, such as in medicine, biology, chemistry, electronics, environmental protection, energy-harvesting, and other. Polyvinylidene fluoride (PVDF) appears to be a promising material for fiber production for its excellent mechanical and chemical properties. It is a chemically inert substance, very resistant to thermal stress. The aim of this bachelor thesis is the preparation of PVDF fibers by electrospinning and the study of the influence of three different surfactants on the spinnability of PVDF, on the arrangement and the shape of fibers which are formed during electrospinning. The effect of surfactant concentration (1 wt%; 0.5 wt%; 0.25 wt%) on the spinning process at electrical voltages of 25 kV and 50 kV was studied. The theoretical part describes the properties and the division of polymers and looks at polyvinylidene fluoride (PVDF) as a source material in more detail. Furthermore, the electrospinning method is described, including process conditions and external parameters influencing the process of obtaining fibers. The experimental part describes the preparation of samples by electrospinning and their characterization. Fiber thickness, its appearance, arrangement, and the occurrence of defects when using individual surfactants were evaluated. It was found that the used ionic surfactants affect the thickness of the fibers and their morphology. Homogeneous fibers with a predominant arrangement in one direction, without defects, were obtained.
|
|
|
Application of nanofiber scaffolds for vesel regeneration
Bezděková, Dagmar ; Amler, Evžen (advisor) ; Holzerová, Kristýna (referee)
Although plenty of systems for vessel regeneration have been developed, no system is successful in small diameter (under 6 mm) vessel replacement yet. Synthetic materials, such as Dacron and ePTFE, have good results in large vessels replacement, but they cause thrombosis in small vessels. In addition, they are not degradable and do not allow a natural remodeling of the vessel system. Furthemore, endothelial cells, which are essential for creating natural antithrombogenic endothelium, do not adhere on these materials, as well as smooth muscle cells. Decellularized xenogenic material is the non-synthetic alternative for vessel regeneration. Appropriate detergent removes donor's cells and only extracellular matrix remains, which is able to host acceptor's cells. The main disadvantages of this system are difficulties with animal's nurture and structure violations after detergent is used. It appears that electrospun materials are the best alternative. The relatively simple process can be modified in many ways and provides then a scaffold, which mimics extracellular matrix. A big advantage of this process is the possibility to incorporate bioactive substances into a fiber. The substances serve there as an attractant for blood cells or as an anticoagulation factor. In combination with the progenitor cells seems...
|
|
|
Characterization of functionalized fibres for mesenchymal stem cells cultivation and differentiation
Greplová, Jarmila ; Amler, Evžen (advisor) ; Rosina, Jozef (referee)
Modification of nanofibers is an actual trend in tissue engineering. Polyvinylacohol (PVA) is nontoxic and biodegradable polymer suitable for preparation of submicron fibers by electrospinning. Main disadvantage of PVA fibers is rapid degradation in aqueous environment. On the other hand surface of fibers contains free hydroxyl group that could be chemically modified. In recent work, chemical modification of PVA nanofibers prepared by needleless electrospinning was investigated. Polyethylenglykol (PEG) linker was introduced to the fiber surface by acylation (PVA-PEG) and further modified by biotin (PVA-PEG-b) as a function agent. Process of chemical modification does not affected fibrous morphology of samples. Interestingly, linkage of PEG-b linker promoted stability of PVA in aqueous environment. PVA-PEG-b sample was stable for 41 days. Stability of samples was strongly dependent on amount of introduced PEG-b linker, thus proposed method of modification allows to prepare nanofibers of different solubility. Additionally, biocompatibility of chemically modified nanofibers with both mesenchymal stem cells (MSC) and chondrocytes was determined. Proliferation of both cell types was not sufficient and number of cells decreased in time, probably because of high hydrophility of modified PVA scaffold. To...
|
|
|
Advanced preparation of inorganic (ceramic) particles and nanostructures
Šťastná, Eva ; Martinovou,, Lenku (referee) ; Vojtová, Lucy (referee) ; Částková, Klára (advisor)
Elektrostatické zvlákňování (v literatuře též uváděné jako electrospinning) bylo použito pro příprvu čistě polykaprolaktonových nanovláken a kompozitních nanovláken na bázi polykaprolaktonu s hydroxyapatitovými nanočásticemi. Připravená vlákna byla analyzována za použití rastrovací elektronové mikroskopie. Mechanické vlastnosti vláken byly určeny prostřednictvím zkoušky jednoosým tahem. Testy prokázaly silnou závislost mechanických vlastností vláken na jejich směrovém uspořádání a fázovém složení (především přítomnosti hydroxyapatitových částic). Směrové uspořádání vláken přispělo k výraznému zlepšení napětí při přetržení a celkové tažnosti. Zajímavý jev byl pozorován v případě kompozitních vláken– hydroxyapatitové částice zhoršily mechanické vlastnosti neuspořádaných vláken (napětí při přetržení a celkovou tažnost), ale vliv částic nebyl tak patrný v případě směrově uspořádaných vláken. Povrchové vlastnosti vláken byly modifikovány prostřednictvím nízkoteplotní plazmy. Změny povrchových vlastností vláken byly analyzovány pomocí měření kontaktního úhli a XPS analýzy (rentgenové fotoelektronové spektroskopie). Měření kontaktního úhlu ukázalo výrazný vliv plazmového opracování na povrchovou smáčivost vláken, kdy kontaktní úhel byl zcela neměřitelný. Výsledky analýzy ukázaly vliv plazmového opracování struktur na mikroskopické úrovni – plazmové opracování ovlivnilo pouze polymerní složku vláknitých struktur, zatímco hydroxyapatitové částice nebyly ovlivněny vůbec. Na vybraných strukturách bylo provedeno několik biologických zkoušek. Test v simulovaném tělním roztoku prokázal bioaktivitu kompozitních (polykaprolaton/hydroxyapatit) nanovláken prostřednoctví precipitace fází na bázi fosforečnanů vápenatých na povrchu kompozitních struktur. Následné in-vitro buněčné testy (dle normy ISO 10993-5 a WST-8 test) prokázaly významný pozitivní přínos hydroxyapatitových částic ve vláknitých strukturách, stejně jako kladný vliv plazmového opracování, kdy kompozitní oplazmovaná vlákna vykazovala 1,5násobnou bioaktivitu v porovnání s neplazmovanými čistě polykaprolaktonovými vlákny.
|
|
|
Biomedical applications of polycaprolactone nanofibrous mats
Dvořák, Pavel ; Přibyl,, Jan (referee) ; Zajíčková, Lenka (advisor)
The diploma thesis deals with the treatment of polycaprolactone (PCL) nanofibers. PCL fibers were subjected to the deposition of plasma amine polymers in a low pressure pulsed radiofrequency capacitively coupled discharge using cyclopropylamine monomer (CPA). Collagen as an extracellular matrix (ECM) protein was immobilized and cell proliferation on the modified nanofiber surface was monitored. Untreated PCL fibers were also subjected to the deposition of an antibacterial copper layer, and the fibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and energy dispersive spectroscopy (EDX).
|
|
|
Characterization of PVDF material in nanoscale resolution
Pisarenko, Tatiana ; Dallaev, Rashid (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Tato práce se zabývá charakterizací nanovláken na bázi polyvinylidenfluoridu. Zaměření práce je na piezoelektrické vlastnosti vlákna, které jsou studovány metodou piezoelektrické silové mikroskopie. Takto byly měřeny dva typy odlišných vzorků, které se lišily v parametrech výroby. Odlišnosti vláken v jejich fázovém složení byly také zkoumány za využití Ramanovy spektroskopie a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Chemická analýza povrchu a jeho stavu proběhla pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Různé uspořádání nanovláken spolu s jejich průřezem bylo pozorováno rastrovacím elektronovým mikroskopem za využití fokusovaného iontového svazku. Rovněž byla zkoumána smáčivost a kontaktní úhel povrchu vzorků s demineralizovanou vodou. Bylo zjištěno, že vyšší rychlost otáček válce během procesu elektrostatického zvlákňování má velmi významný vliv na jejich uspořádání a tím i na parametry ovlivňující tvorbu piezoelektrického jevu a dalších materiálových vlastností.
|
|
|
Electrospun fibers based on PVDF and nylon
Černohorský, Petr ; Sobola, Dinara (referee) ; Papež, Nikola (advisor)
Polymer nanofibers used for the construction of triboelectric nanogenerator (TENG) and piezoelectric nanogenerator (PENG) are new and promising technologies for energy recovery. Thanks to the generation of electrical energy based on mechanical movement (deformation), these fibers can find application in the field of self-powered electronic devices. In this work, three nanofibrous structures of materials were prepared by electrostatic spinning: pure polyvinylidene fluoride (PVDF), pure polyamide-6 (PA6) and their mixed combination PVDF / PA6. Non-destructive analyzes such as Raman spectroscopy, FTIR, XPS and electron microscopy were used to study the properties of nanofibers. Analyzes confirmed the positive effect of electrostatic spinning of polymers on the support of the formation of highly polar crystalline -phase in PVDF and , -phase in PA6. The structure arrangement of the nanofibrous material and their defects were observed by scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the contact angle of the wettability of the liquid on the surface was measured for the materials, and the permittivity was measured to monitor the dielectric properties. The described results make the mixed material PVDF / PA6 very promising for further research in the field of nanogenerators and functional textiles.
|
|
|
Energy dispersive X-ray spectroscopy of doped PVDF fibers
Smejkalová, Tereza ; Papež, Nikola (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Tato diplomová práce zkoumá flexibilní materiál k produkci elektřiny založený na piezoelektrickém polymeru Polyvinylidenfluorid (PVDF). Inkorporací piezoaktivní keramiky lze vlastnosti piezoelektrického polymeru PVDF významně zlepšit a převést na užitečnou elektrickou energii. PVDF byl vytvořen elektrostatickým zvlákňováním do vláken o tloušťce 1,5-0,3 µm a poté studován různými analytickými metodami. Tato práce nabízí popis elektrostatického zvlákňování, přípravu vzorků a teoretický úvod do analytických metod, kterým byly vzorky podrobeny. Morfologie a distribuce nanostrukturované keramiky do polymerní matrice PVDF byla pozorována použitím skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a energiově disperzní spektroskopie (EDX). Pro tvorbu fáze a podrobné fázové složení byly vzorky charakterizovány infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FTIR). Práce také obsahuje analýzu s použitím Ramanovy spektroskopie, metody používané k identifikaci a porovnání chemických sloučenin. Elektrické vlastnosti byly studovány dielektrickou spektroskopií a je poskytnuta korelace se složením. Jednotlivé komponenty dotovaných vláken jsou charakterizovány a vyhodnocovány v souvislosti s jejich budoucím využitím v senzorech.
|
guest ::
