|
|
Study on relaxation properties of hydrogels by using rheometer
Obrusníková, Klára ; Heger, Richard (referee) ; Smilek, Jiří (advisor)
This thesis deals with viscoelastic (specifically relaxation) properties of a selected hydrogel system using three interval thixotropy tests. Collagen hydrogel was chosen as the investigated material and its viscoelastic properties were studied based on time and different storage temperatures. The collagen gel is thixotropic; its structure is disrupted when subjected to deformation and it is able to reform (relax) to a certain rate afterwards. As for time dependency, the collagen hydrogel shows great stability, there were almost no changes in mechanical properties over two months. The temperature dependency is, however, quite significant. When subjected to temperatures below the freezing point, the structure of collagen stabilises, which is expressed by an increase of the complex modulus, when subjected to temperatures close to the human body temperature, the structure degrades, which is expressed by a decrease of the complex modulus. The results show that the collagen gel relaxes best when kept at room temperature, but it simultaneously exhibits the lowest elasticity. On the contrary, when kept at the temperature around 5 °C, the gel exhibits the highest elasticity and relaxes the worst. The optimal temperature for the storage of the given gel seems to be around 5 °C, according to the results.
|
|
|
Preparation and properties of silver nanoparticles on collagen matrix
Konečná, Zuzana ; Chamradová, Ivana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Cílem předložené diplomové práce byla in-situ příprava stříbrných nanočástic na kolagenové matrici jako antibakteriálního povlaku a studie vlivu podmínek přípravy na vlastnosti nanočástic, zejména jejich velikost, tvar, homogenita jejich distribuce a antibakteriální aktivita. V rámci práce byla rovněž sledována kinetika redukce stříbrných nanočástic z dusičnanu stříbrného a vliv teploty na její průběh. Připravený materiál a jeho vlastnosti byly analyzovány pomocí různých technik. UV-VIS absorpčních vlastností stříbra bylo využito pro kinetické studie redukce a uvolňování nanočástic. Pomocí rastrovací elektronové mikroskopie byla vyhodnocena homogenita stříbrného povlaku a přibližná velikost částic a jejich aglomerátů. Velikostní distribuce nanočástic byla pak přesně stanovena pomocí dynamického rozptylu světla. Pomocí infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací s technikou úplného zeslabeného odrazu byla sledována interakce stříbra s funkčními, zejména karboxylovými skupinami. Termogravimetricky byla stanovena tepelná stabilita a procentuální obsah stříbra v materiálu. Vliv AgNPs povlaku na 3D strukturu kolagenního scaffoldu a fázový kontrast pro 3D zobrazovací techniky byl zkoumán pomocí rentgenové výpočetní nanotomografie. V neposlední řadě byla také stanovena antibakteriální aktivita připraveného materiálu a její závislost na koncentraci stříbra.
|
|
|
Evaluation of the quality of collagen samples in solid phase using circular dichroism
Ďubašák, Matej ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Diplomová práca sa zaoberá novou kvalitatívnou analýzou kolagénových vrstiev pomocou cirkulárneho dichroizmu v pevnej fáze. Teoretická časť opisuje kolagén a jeho sekundárnu štruktúru, spektroskopické metódy cirkulárneho dichroizmu (CD) a zoslabenej úplnej reflektancie (ATR). Experimentálna časť sa zaoberá prípravou homogénnych a transparentných kolagénových filmov a optimalizáciou objemu, koncentrácie a sušenia. Následne sa zmerala a vyhodnotila kalibračná krivka s rôznymi pomermi kolagénu a želatíny. Získaná rovnica lineárnej regresie sa použila na stanovenie obsahu kolagénu v modifikovaných vzorkách. Výsledky hodnotených modifikovaných vzoriek boli porovnané s meraniami ATR spektroskopie. Merania ATR ukázali vyšší obsah kolagénu ako CD merania. Vzorky s najnižším a najvyšším obsahom kolagénu sú pre obe metódy rovnaké. Dokazuje to, že môžme porovnávať vzorky s rôznym obsahom kolagénu navzájom, ale nemôžeme určiť presný obsah kolagénu pripojením týchto dvoch metód. Optimalizovaná metóda CD sa môže použiť na prípravu a meranie presného obsahu kolagénu vo vzorkách, najmä v rámci výroby kolagénu, aby sa dosiahla konštantná kvalita kolagénu v každom kroku výroby.
|
|
|
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).
|
|
|
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.
|
|
|
Morphological and functional changes in microvasculature and endomysium in human atrial myocardium with atrial fibrillation
Smorodinova, Natalia ; Kučera, Tomáš (advisor) ; Čížková, Dana (referee) ; Čížková, Kateřina (referee)
This doctorial thesis was focused on morphological and functional changes in microvasculature and endomysium in human atrial myocardium with atrial fibrillation. Atrial fibrillation (AF) is one of the most common arrhythmias in the clinical practice and it is associated with an increase in mortality risk that is strongly related with old age. Its pathogenesis is still not sufficiently explored. One of the generally recognized factors contributing to the initiation and maintenance of atrial fibrillation is structural remodeling of the myocardium. Structural remodeling is reflected by changes that affect both atrial cardiomyocytes as well as endomysium. We analyzed atrial biopsies obtained from patients undergoing bypass or mitral valve surgery. The patients had a regular sinus rhythm or were suffering from AF. Immunohistochemistry was used to visualize collagen I, collagen III, elastin, desmin, smooth muscle actin and VEGF in the atrial samples.To detect capillaries UEA-lectin was used. For detection of different types of immune cells the following markers were detected immunohistochemically: CD45 as a pan- leukocyte marker, CD3 for T-lymphocytes, CD68 for monocyte/macrophages, mast cell tryptase for mast cells and DC-SIGN for immature dendritic cells. Our results document that in patients...
|
|
|
Regeneration and structural changes of the nerve tissue after the extracellular matrix modification
Vallová, Jana ; Machová Urdzíková, Lucia (advisor) ; Hampl, Aleš (referee) ; Hubálek Kalbáčová, Marie (referee)
Regeneration and structural changes of the nerve tissue after the extracellular matrix modification. Abstract ECM modification may contribute to changes in nerve tissue plasticity. Therefore, 4- methylubulliferone is used in our study, which disrupted the structure of the perineuronal networks surrounding some types of neurons responsible for the formation of memory traces. Mice were fed a 4-MU diet (6.7 mg / g / day) for 6 months, which improved their memory skills in a spontaneous recognition test without a significant adverse effect on the kidneys, liver, or joints.In the next part of the study, an extracellular matrix (UC-ECM) was derived from fetal human umbilical cord tissue also generated as biomimetic hydrogel. Due to the generated UC-ECM's low stability and rapid degradation, the structure was stabilized by covalent genipin bonding. Stabilization with 1 mM genipine increased the biological stability of the material. UC-ECM as well as ECM/G didn't show toxicity in vitro in mesenchymal stem cell proliferation; axonal budding or neural stem cell growth and differentiation were not adversely affected. The biocompatibility of both materials was verified in vivo by applying the material to an intracortical photothrombotic rat lesion, where gelation and infiltration of the lesion and hydrogel by host...
|
|
| |
guest ::
