|
|
Příprava bioaktivních krytů ran a testování jejich interakce s lidskými buňkami
Bendová, Agáta ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práce byla zaměřena na přípravu a optimalizaci přípravy kožních krytů ran z materiálů obohacených bioaktivními složkami. V práci byly připraveny nanovlákenné kryty na bázi polyhydroxybutyrátu a nevlákenné kryty z alginátu a chitosanu. Nanovlákna byla připravována metodami elektrospinning a forcespinning. Bioaktivní složky použité k funkcionalizaci připravených krytů byly rostlinné extrakty, klotrimazol, ampicilin, lysozym a proteolytické enzymy. Teoretická část práce je zaměřena na popis využití nanovlákenných a nevlákenných materiálů v medicíně, charakterizaci materiálů na výrobu krytů a bioaktivních složek. Dále tato část popisuje metody použité pro přípravu a charakterizaci krytů. V praktické části byly připraveny vodné a olejové extrakty z vybraných rostlin, které byly charakterizovány na obsah polyfenolů a antioxidační aktivitu. Pomocí metod elektrospinningu a forcespinningu byly připraveny nanovlákna na bázi PHB. Nanovlákna byla obohacena vybranými rostlinnými olejovými extrakty a klotrimazolem, u takto modifikovaných nanovláken byla určena antioxidační aktivita, krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Nevlákenné kryty byly připravovány z alginátu a chitosanu, tyto kryty bylo funkcionalizovány přídavkem vybraných vodných extraktů, ampicilinem, lysozymem, papainem, bromelainem a kolagenasou. U nevlákenných krytů byla stanovena antioxidační aktivita, krátkodobá stabilita a proteolytická aktivita. Připravené kryty byly testovány pro své antimikrobiální účinky na kulturách Micrococcus luteus, Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Na závěr byly úspěšně připravené kryty s obsahem bioaktivních látek s antioxidačním i antimikrobiálním účinkem podrobeny testům bezpečnosti na humánní buňky. Stanovení bylo provedeno pomocí MTT testu cytotoxicity na lidských keratinocytech HaCaT.
|
|
|
Příprava a charakterizace moderních krytů ran
Balášová, Patricie ; Pernicová, Iva (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium bioaktivních krytů ran. V průběhu práce byly připraveny hydrogelové, lyofilizované a nanovlákenné kryty ran. Hydrogelové a lyofilizované kryty ran byly připravovány na bázi dvou polysacharidů – alginátu a chitosanu. Nanovlákenné kryty ran byly připravovány zvlákněním polyhydroxybutyrátu. Veškeré připravené kryty ran byly obohaceny o bioaktivní látky, které představovaly zástupce analgetik (ibuprofen), antibiotik (ampicilin) a enzymů (kolagenáza). Do hydrogelových a lyofilizovaných krytů ran byly inkorporovány veškeré vybrané aktivní látky, zatímco nanovlákenné kryty byly připraveny pouze s ibuprofenem a ampicilinem. Teoretická část se věnuje anatomii a funkci lidské kůže. Byl zde vysvětlen proces hojení ran a představeny moderní kryty ran dostupné na trhu. Další část byla věnována materiálům na přípravu krytů ran (alginát, chitosan, polyhydroxybutyrát) a aktivním látkám, které byly využity v průběhu experimentální části této práce. V teoretické části byly přiblíženy metody příprav vlákenných krytů ran a taktéž v této práci využité metody testování cytotoxicity. První část experimentální práce byla zaměřena na přípravu již zmíněných krytů ran. U připravených krytů ran se v další části práce sledovaly jejich morfologické změny v čase a taktéž postupné uvolňování inkorporovaných aktivních látek do modelového prostředí. Postupné uvolňování ampicilinu bylo sledováno nejen spektrofotometricky, ale rovněž i pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie. V krytech, ve kterých byla zabudována kolagenáza, se sledovala i konečná proteolytická aktivita tohoto enzymu. Účinek aktivních látek byl pozorován na třech vybraných mikroorganismech: Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis a Candida glabrata. Sledován byl rovněž i cytotoxický účinek na humánní buněčnou linii keratinocytů prostřednictvím MTT testu a LDH testu. Proveden byl i test pro sledování rychlosti hojení ran – scratch test.
|
|
|
Využití optických a mikrofluidních technik k analýze a separaci mikrobiálních buněk
Večeríková, Paula ; Bernatová,, Silvie (oponent) ; Samek,, Ota (vedoucí práce)
Predkladaná diplomová práca sa zaoberá predovšetkým Ramanovou spektroskopiou a jej prepojeniami s mikrofluidnými technikami spolu s potenciálne biotechnologicky zaujímavými produktmi bakteriálnych kmeňov Janthinobacterium lividum a Azotobacter vinelandii. Metódy použité v tejto práci boli zvolené pre ich nedeštruktívnu povahu, ktorá umožňuje rýchlu analýzu buniek a ich porovnanie s plynovou chromatografiou. Po analýze je možné bunky ďalej kultivovať, prípadne pripraviť generáciu s nadmernou produkciou vybraného metabolitu. Janthinobacterium lividum je bakteriálny kmeň produkujúci pigment - violaceín, ktorý má značný biotechnologický potenciál ako liečivo, antioxidant, fluorescenčná sonda či farbivo. Schopnosť rozlíšiť bunky produkujúce a neprodukujúce violaceín môže mať preto široké uplatnenie v diagnostike a identifikácii. V experimentálnej časti boli zmerané spektrá troch kmeňov, na základe ktorých bol vybraný zástupca Janthinobacterium lividum CCM 160, ktorý bol analyzovaný využitím Ramanovskej pinzety spolu s Cupriavidus necator H16. Vyhodnotením pomocou analýzy hlavných komponentov bola zistená rozlíšiteľnosť pigmentovaných kultúr od nepigmentovaných a bol vybraný potenciálny triediaci marker 1 140 cm-1 (príslušný pre violaceín) pre ďalšie merania. Biotechnologický potenciál kmeňa Azotobacter vinelandii spočíva v schopnosti fixovať dusík z atmosféry, produkovať alginát a polyhydroxybutyrát. Experimentálna časť práce sa zameriava na identifikáciu Ramanových spektier piatich kmeňov a alginátov extrahovaných z nich. Polyhydroxybutyrát (PHB) je biologicky odbúrateľný polymér nahrádzajúci petrochemické plasty. Pre výrobu PHB je Azotobacter vinelandii adeptom pre komerčnú výrobu, ktorý ako jeden z mála vyrába PHB priamo zo vzdušného dusíka, čo môže viesť k zníženiu výrobnej ceny a tým aj vyššiemu zastúpenia rozložiteľných plastov na trhu. Najvyššia odpoveď pre PHB v Ramanových spektrách bola nameraná u Azotobacter vinelandii DSM 720 a naopak najnižšia u Azotobacter vinelandii DSM 85. Kvantitatívne informácie pre porovnanie boli získané z plynovej chromatografie, ktoré potvrdili merania z Ramanovej spektroskopie. Vyhodnotením nameraných Ramanových spektier čistých alginátov je možné predpokladať, že sa jedná o heteropolymérne frakcie, keďže v spektrách bol detegovaný prejav rôznych monomérov. V závislosti od zloženia podjednotiek sa menia vlastnosti alginátu, preto je potrebné poznať zloženie pre jeho úpravu pre ďalšie využitie v medicíne alebo potravinárstve. Z piatich kmeňov Azotobacter vinelandii boli vybraní producenti s najvyšším a najnižším obsahom PHB, ktorí boli následne analyzovaní pomocou Ramanovej pinzety. Vyhodnotením pomocou analýzy hlavných komponentov bola zistená rozlíšiteľnosť týchto kmeňov a možnosť ich následného oddelenia využitím triediaceho parametra (1 060 cm-1).
|
|
|
Vývoj nové generace bioinokulantů a studium jejich biologické aktivity
Súkeník, Martin ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Cíl této diplomové práce spočíval v charakterizaci specifických mechanismů biologické aktivity u bakterií podporujících růst rostlin (PGPR), běžně se nacházející v rhizosféře rostlin a ve studii účinků aplikace kapalných i gelových PGPR bioinokulantů na rostliny v kontrolovaném prostředí. Pro přípravu gelových bioinokulantů na bázi těchto PGPR byl navržen originální koncept samo-enkapsulace prostřednictvím síťování alginátu přímo produkovaného v průběhu jejich biotechnologické kultivace. Ověření účinnosti tohoto konceptu vyžadovalo všechny vybrané kmeny podrobit gelačním experimentům se síťovacím činidlem CaCl2 2 % hm. za tvorby alginátového gelu. Pro přípravu a charakterizaci bioinokulantů byly vybrány tři konkrétní kmeny Azotobacter vinelandii DSM 87, DSM 720 a CCM 289. Materiálové vlastnosti vytvořených gelů byly charakterizovány metodou oscilační reometrie (amplitudovým testem). Všechny kmeny byly podrobeny gravimetrickému stanovení koncentrace alginátu i biomasy. Pro ověření viability buněk ihned po kultivaci byla použita průtoková cytometrie s fluorescenční sondou PI, DAPI a SYTOX™ Green. Dále bylo provedeno sušení gelů s pomocí lyofilizátoru, kdy lyofilizovaný gel byl použit při botnacích experimentech s následným sušením. V rámci ověření biologické aktivity bioinokulantů byla kvalitativně ověřena schopnost všech kmenů rozpouštět a utilizovat fosfáty z agarového živného média. Dále byla u všech kmenů spektrofotometricky ověřena produkce indol-3-octové kyseliny. Kvalitativně i kvantitativně byla ověřena také produkce sideroforů. Pěstební pilotní experimenty na rostlině lociky salátové (Lactuca sativa) byly provedeny s přídavkem kapalné i gelové nosičové PGPR kompozice, jako negativní kontrola byla rostlina ponechána bez přídavku nosičové PGPR kompozice. Výsledky z pilotního pěstebního experimentu prokázaly pozitivní růstový efekt gelové i kapalné PGPR kompozice na rostliny. Na konci pěstebního experimentu byla zaznamenána vyšší délka listů a kořenového systému po aplikaci obou forem PGPR do půdy, konkrétně průměrná délka listů s přídavkem gelové nosičové PGPR kompozice byla 4,3±1,0 cm, pro kapalnou nosičovou PGPR kompozici 4,3±1,2 cm, průměrná délka kořenového systému byla 18,3±5,2 cm respektive 17,4±6,0 cm. Hmotnost sušiny na jednu vypěstovanou rostlinu s přídavkem kapalné i gelové PGPR byla shodná, tedy 0,19±0,07 g. Nejvyšší obsah chlorofylu a, chlorofylu b i karotenoidů v listech byl spektrofotometricky prokázán u rostlin rostoucích s přídavkem kapalné PGPR kompozice, konkrétně chlorofylu a bylo zjištěno 6±1 µg/ml, chlorofylu b 7±2 µg/ml a karotenoidů 3,6±0,5 µg/ml. Pomocí destiček BIOLOG EcoPlate™ byla analyzována diverzita půdních mikrobiomů odebraných z půdy bez přídavku PGPR kompozice, s přídavkem kapalné PGPR kompozice a s přídavkem gelové PGPR kompozice. Diverzita mikrobiomu byla vyhodnocena pomocí průměrného vývoje barvy jamky, tedy parametru AWCD a pomocí Shannonova indexu diverzity H'. Nejvyšší utilizace nejširšího počtu uhlíkových zdrojů na destičce byla zaznamenána u půdního mikrobiomu s přídavkem gelové PGPR kompozice. Již zmíněný půdní mikrobiom také vykazoval nejvyšší hodnotu indexu H'.
|
|
|
Využití různých gelačních strategií při vývoji nové generace bioinokulantů
Krýslová, Jana ; Smilek, Jiří (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá nad různými přístupy síťování bakteriálních kultur kmene Azotobacter vinelandii, která patří do skupiny PGPR a je schopná produkovat extracelulárně alginát. Cílem tohoto síťování je produkce nové generace bioinokulantů založených na tomto bakteriálním druhu. První část je věnována zkoumání vlivu kyslíku v rámci kultivace na samotnou gelaci bakteriálních kultur. Experimentálně bylo zjištěné, že bakteriální kultury v celkovém objemu 50 a 100 ml v 250 ml Erlenmayerových baňkách vykazovaly gelaci už v samotné médiu, přičemž vzniklé gely byly měřené reometricky a vykazovaly hodnoty komplexního modulu 0,026 kPa a 0,030 kPa. Při bakteriální kultuře v celkovém objemu 150 ml nedošlo k spontánnímu síťování v průběhu gelace. Kromě testování gelace byl v bakteriálních kulturách stanovený i obsah PHB a extracelulárního alginátu a jeho molekulová hmotnost metodou velikostně vylučovací chromatografie s víceúhlovým rozptylem světla (SEC-MALS) a pevnost vzniklých gelů pomocí reometrie. Síťování bakteriálních kultur probíhalo především s využitím CaCl2 jako síťovacího činidla, avšak byly otestované i alternativní způsoby gelace (prostřednictvím vícemocných iontů, slabých organických kyselin, srážedel jako DMSO, emulzní gelace). Taktéž byl otestovaný vliv glukono-D-laktonu (GDL) jako činidla indukujícího gelaci postupným uvolňováním síťovacích iontů v médiu z nerozpustné formy. Nejpevnější gely vznikaly přídavkem vícemocných iontů (pohybovaly se v hodnotě komplexního modulu 10 kPa, v případě použití slabých kyselin a DMSO se gely pohybovaly v hodnotě komplexních modulů v rozmezí 1 až 10 kPa. Přídavek GDL nevytvářel gely okamžitě, ale opožděně a došlo ke sledování gelovatění v čase. Vytvořený gel se pohyboval v hodnotě do 1 kPa.
|
|
|
Preparation, characterization layered hydrogel electrospun materials and determination of transport characteristics
Šudáková, Anna ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Nowadays, the effective delivery of drugs to the human body is still a big problem. It is still a matter of receiving a drug with a constant concentration that is released quickly, which could be more effective. Therefore, there was a focus on the development of a new method of drug delivery using the so-called gradual release, which would prevent the rapid release (e.g., burst effect) of a large concentration of the drug into the body. This problem is solved in this work using a composite material composed of a non-woven fabric, which functions here as a polymer carrier, which in this case, carries the dye for the release kinetics stage. The polypropylene non-woven fabric is investigated here in alginate, chitosan, and gelatine polymer solutions. The materials were studied to see if and how much the polymer itself was released from the layered material into the water environment. This was measured using the viscometry method. Subsequently, the release kinetics through materials with a different number of layers was determined using the diffusion cell method. The last part of the work focuses on the study of the release of a dye (methylene blue) from a layered material that contains a gradient of this dye.
|
|
|
Příprava a charakterizace enzymatických krytů ran
Jurová, Bronislava ; Szotkowski, Martin (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium a charakterizaci nanovlákenných krytů ran z přírodních biopolymerů. Do těchto nanovlákenných krytů byly inkorporovány proteolytické enzymy, konktrétně kolagenáza a bromelain. Teoretická část se zabývá stručnou charakteristikou kožních ran, jejich hojením a kožními kryty. Také jsou zde uvedeny metody přípravy těchto krytů a metody použity k jejich charakterizaci. Praktická část se zabývá optimalizací přípravy nanovlákenných krytů na bázi polyhydroxybutyrátu, želatiny, alginátu a chitosanu. Tato nanovlákna byla poté obohacena o aktivní látky a bylo sledováno jejich postupné uvolňování do modelového prostředí. Na závěr byla u těchto látek stanovena jejich proteolytická aktivita.
|
|
|
Enkapsulace aktivních látek do nanovláken a možnosti jejich aplikace
Procházková, Lucie ; Pernicová, Iva (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práce byla založena na optimalizaci výroby nanovlákenných krytů a zisku produktu pro následné funkční využití. Výroba nanovlákenných krytů probíhala z vybraných materiálů metodou elektrospinning a forcespinning. Jako výchozí materiály byly použity polyhydroxybutyrát, želatina, chitosan a alginát. Tyto materiály byly po úspěšné optimalizaci obohaceny o aktivní složky ampicilin a ibuprofen pro funkcionalizované využití krytů pro účinnější hojení ran. Teoretická část byla zaměřena na problematiku kůže, procesy hojení, druhy ran a nanovlákny, dále byla zmíněna charakterizace vybraných výchozích materiálů pro formování nanovláken. Praktická část vycházela ze zdlouhavého procesu optimalizace přípravy vlákenných krytů a později i krytů obohacených o aktivní složky. Dále byly navrženy kombinované kryty z různých materiálů s obsahy obou aktivních složek. Následovala charakterizace veškerých připravených krytů z pohledu stability v krátkodobém i dlouhodobém měřítku. Stanoveno bylo postupné uvolňování aktivních složek spektrofotometricky i metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie. Důležité bylo také stanovení antimikrobiální aktivity vybraných aktivních složek enkapsulovaných do struktury krytů. Závěrem byly kombinované kryty s obsahem obou aktivních složek využity pro testování bezpečnosti s humánními buňkami typu keratinocytů (HaCaT). Testování bezpečnosti vycházelo ze stanovení viability humánních buněk pomocí MTT testu, pro ověření i LDH testu. Proveden byl také scratch test (test hojení ran) po aplikaci navržených kombinovaných krytů.
|
|
|
Příprava a charakterizace moderních krytů ran
Balášová, Patricie ; Pernicová, Iva (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium bioaktivních krytů ran. V průběhu práce byly připraveny hydrogelové, lyofilizované a nanovlákenné kryty ran. Hydrogelové a lyofilizované kryty ran byly připravovány na bázi dvou polysacharidů – alginátu a chitosanu. Nanovlákenné kryty ran byly připravovány zvlákněním polyhydroxybutyrátu. Veškeré připravené kryty ran byly obohaceny o bioaktivní látky, které představovaly zástupce analgetik (ibuprofen), antibiotik (ampicilin) a enzymů (kolagenáza). Do hydrogelových a lyofilizovaných krytů ran byly inkorporovány veškeré vybrané aktivní látky, zatímco nanovlákenné kryty byly připraveny pouze s ibuprofenem a ampicilinem. Teoretická část se věnuje anatomii a funkci lidské kůže. Byl zde vysvětlen proces hojení ran a představeny moderní kryty ran dostupné na trhu. Další část byla věnována materiálům na přípravu krytů ran (alginát, chitosan, polyhydroxybutyrát) a aktivním látkám, které byly využity v průběhu experimentální části této práce. V teoretické části byly přiblíženy metody příprav vlákenných krytů ran a taktéž v této práci využité metody testování cytotoxicity. První část experimentální práce byla zaměřena na přípravu již zmíněných krytů ran. U připravených krytů ran se v další části práce sledovaly jejich morfologické změny v čase a taktéž postupné uvolňování inkorporovaných aktivních látek do modelového prostředí. Postupné uvolňování ampicilinu bylo sledováno nejen spektrofotometricky, ale rovněž i pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie. V krytech, ve kterých byla zabudována kolagenáza, se sledovala i konečná proteolytická aktivita tohoto enzymu. Účinek aktivních látek byl pozorován na třech vybraných mikroorganismech: Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis a Candida glabrata. Sledován byl rovněž i cytotoxický účinek na humánní buněčnou linii keratinocytů prostřednictvím MTT testu a LDH testu. Proveden byl i test pro sledování rychlosti hojení ran – scratch test.
|
|
|
Hydrogelové nosiče mikroorganismů v moderních environmentálních aplikacích
Súkeník, Martin ; Slaninová, Eva (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací kultivace a gelace bakterie rodu Azotobacter vinelandii patřící do skupiny PGPR, která je schopná syntetizovat intracelulární polyhydroxyalkanoáty a extracelulární alginát. Bakterií produkovaný alginát je síťován pomocí roztoku chloridu vápenatého za vzniku hydrogelového nosiče obsahující zmíněnou bakterii. Tento nekonvenční koncept enkapsulace bakterií přináší zjednodušení procesu výroby hydrogelových nosičů a širší uplatnění v moderních environmentálních aplikacích. V první části práce byly vybrány tři kmeny (DSM 85, 87 a 720), při kterých byla gravimetricky stanovena koncentrace produkovaného alginátu, jeho molekulová hmotnost byla určena technikou SEC-MALS a poměr M/G podjednotek byl analyzován technikou infračervené spektroskopie. Kmen Azotobacter vinelandii DSM 87 dosáhl při gravimetrickém stanovení nejvyšší koncentraci alginátu (4,9 ± 0,6) g/l v 5. den kultivace. Koncentrace produkovaného PHB se pohybovala v rozmezí 6 až 48 % CDW, která byla určena metodou plynové chromatografie. Nicméně nejlepší gelační vlastnosti vykazoval kmen DSM 720, který byl v druhé části práce použit na podrobnější optimalizaci kultivačních podmínek, a dále na analýzu tvorby gelů při rozdílné teplotě, čase gelovatění a různé koncentraci síťovacího činidla. Vytvořené gely byly porovnané reologickým měřením pomocí amplitudového a frekvenčního testu.
|
host ::
RSS.