|
|
Rheological properties of biodegradable thermosensitive copolymers
Chamradová, Ivana ; Poláček, Petr (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The general goal of the proposed diploma work was preparation, characterization and rheological study of well-defined “smart” injectable hydrogels from biodegradable, biocompatible, controlled life-time copolymers based on hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) and hydrophobic poly(lactic acid)—co—poly(glycolic acid) (PLA/PGA) copolymer. Resulted thermosensitive PLGA—PEG—PLGA copolymer, which gels at body temperature, was additionally functionalized by itaconic anhydride (ITA) from renewable resources, bringing both reactive carbon double bonds and functional —COOH groups to polymer ends. Additionally, the PLGA—PEG—PLGA copolymer was modified by inorganic bioactive hydroxyapatite (HAp) for usage as injectable bone bioadhesive. Both functionalized ITA/PLGA—PEG—PLGA/ITA copolymer and PLGA—PEG—PLGA/HAp polymer composite affected rheological properties of original PLGA—PEG—PLGA copolymer deciding whether or not would be the new polymeric material suitable as injectable drug carrier or bone adhesive in medical applications. Experimental part of this thesis describes mainly characterization of viscoelastic properties of both unmodified and ITA or HAp modified PLGA—PEG—PLGA copolymer by test tube inverting method (TTIM) and dynamic rheological analysis. Advantage of TTIM is sol-gel visualization with determination of the critical gelation temperature and the critical gelation concentration. The rheological measurements provide information about viscosity and elasticity of the gel by the changes storage (G´) and loss (G´´) modulus. The prepared copolymers were additionally characterized by 1H NMR and GPC. Surface and HAp particles size was determined by both SEM and Laser Particles Size Analyzer. Both unmodified and ITA or HAp modified PLGA—PEG—PLGA copolymers exhibited sol-gel transitions induced by increasing temperature. Rheological properties of copolymers’ 6 to 24 wt% water solutions investigated either by TTIM or by rheometer were in good agreement. Evaluating by rheometer, the copolymers showed two cross-points, where G´= G´´. The first one very well corresponded with the first sol-gel transition found via TTIM. The maximum values of G´ representing the highest gel stiffness lie in the white gel observed by TTIM. The second cross-point constituted to the gel-suspension transition where white polymer is precipitated from the water. The gel stiffness grows with increasing polymer concentration in water. In comparison, ITA modification or addition of HAp (0, 10, 20, 30, 40, 50 wt%) caused increasing the gel stiffness of unmodified PLGA—PEG—PLGA copolymer and approximating the temperature of G´max closer to body temperature (37 °C). Investigated both ITA/PLGA—PEG—PLGA/ITA copolymer and PLGA—PEG—PLGA/HAp composite were proved to be suitable candidates as injectable systems for drug delivery or regenerative medicine in orthopedics or dental applications, respectively.
|
|
|
Nové metody přípravy protonizovaných aminokyselin a jejich interakce s polyelektrolyty
Trojan, Martin ; Sedlařík,, Vladimír (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem interakcí mezi polysacharidem hyaluronanem (HA) a amfifily. Z předešlého výzkumu reologických vlastností směsí HA - amfifil je zřejmé, že přítomnost karboxylové skupiny na HA a aminoskupiny amfifilu vede k elektrostatickým interakcím mezi těmito látkami. Tento předpoklad vede k možnosti fyzikálně modifikovat HA a následně ho použít jako nový typ nosiče biologicky aktivních látek, např. léčiv. Pro úspěšné použití HA jako nosiče ale musí být systém do určité hodnoty iontové síly stabilní. Pro studium odolnosti interakcí vůči iontové síle byl vybrán vysokomolekulární hyaluronan (1,75 MDa) a jako amfifil byla zvolena aminokyselina lysin. Z výsledků vyplývá, že takto připravený systém se rozpadá již při nízkých koncentracích elektrolytu v roztoku. Interakce tak byly následně posilovány protonizací aminokyselin pomocí kyseliny chlorovodíkové. Výsledky ukazují, že interakce byly posíleny. Však pro negativní vliv chlorných aniontů, byly roztoky protonizovaných aminokyselin lyofilizovány. Takto modifikované interakce mezi HA a amfifily byly podrobeny studiu odolnosti vůči iontové síle roztoku. Pro proces posilování interakcí byl použit lysin, aminokapronová kyselina a arginin jako amfifily. Studium interakcí byla použita reologie a jako doplňková metoda konduktometrie.
|
|
|
Mikroreologie ve studiu biopolymerníchh koloidů
Hnyluchová, Zuzana ; Sedláček, Petr (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Byla zavedena a prověřena nová metoda pro měření viskoelastických materiálů zvaná mikroreologie. Pro určení správnosti měření byly porovnány výsledky pro tři řady vzorků získané pomocí jednočásticové mikroreologie, DLS mikroreologie a klasické reologie. Jako modelový systém byly zvoleny směsi glycerolu o různých viskozitách. V případě glycerolové řady byly výsledky srovnány také s tabelovanými hodnotami. Modelovým biopolymerem byl zvolen hyaluronan o různých molekulových hmotnostech a pro mikroreologická měření byly použity polystyrenové částice. Bylo zjištěno, že hodnoty viskozit biopolymerních vzorků naměřené jednotlivými metodami jsou až na malé výjimky srovnatelné.
|
|
|
Studium stability emulzí pomocí fyzikálně-chemických a optických metod
Kuchyňová, Jitka ; Veselá, Mária (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem stability modelových emulzních systémů typu O/V (složení 30/70, O/V) při 25°C. Byly sledovány změny fyzikálních vlastností emulzí (stárnutí) v závislosti na čase a proměnné koncentraci použitého emulgátoru, kterým byl Tego Care PS (Methyl glucose sesquistearate). V druhé části práce byl studován také vliv konzervantu. Pro studium fyzikálních vlastností byly zvoleny metody reometrie, diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC) a optická mikroskopie. Reologická měření sloužila ke stanovení změny viskozity a viskoelastických modulů. Pro studium stárnutí emulzí pomocí DSC byla zvolena metoda opakovaného podchlazení a ohřevu. Tímto způsobem byl studován posun teploty krystalizace přítomné vody a změna entalpie tání ledu vytvořeného během podchlazení. Optická mikroskopie sloužila pro pozorování změny ve velikosti kapek emulzí a v průběhu jejich stárnutí se sledovala související fázová separace olejové a vodné fáze. Vyhodnocení změny velikosti kapek byla prováděna pomocí programu HarFA. Měření ukázala, že vlivem procesu krémovatění dochází v emulzích k difúzi olejových mikrokapiček, jejich následné agregaci a posléze separaci fází. Tyto procesy byly nejrychlejší pro vzorek emulze s nejnižší koncentrací emulgátoru 0,1 %, u něhož došlo k destabilizaci během 51 dnů. Vzorky s koncentrací 1,5 % a 1,3 % byly stabilní po celou dobu měření, tj. 4 měsíce. Přítomnost koemulgátorů v emulzích způsobovala zvyšování modulu elasticity a snižování ztrátového úhlu vlivem tvorby 3D struktur. Ukázalo se, že použití konzervantu pro studium změn vlastností emulzí vlivem stárnutí při 25°C je nezbytné kvůli vysokému riziku mikrobiální kontaminace. DSC experimenty ukázaly na rozdíly při přípravě vzorků. U vzorků, při jejichž přípravě byla použita menší rychlost otáček, bylo možné pozorovat dva píky krystalizace a tání, zatímco při použití vyšší rychlosti otáček byl pozorován pouze jeden pík.
|
|
|
Vliv vybraných aktivních látek na vlastnosti gelových a emulzních kosmetických základů
Gardoňová, Lenka ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Zemanová, Jana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce studuje problematiku vybraných aktivních látek v kosmetických emulzích a gelech. Byla provedena jejich základní charakteristika - rozdělení a vlastnosti kosmetických emulzí a gelů, u každé z aktivních látek jsou popsány její způsoby přípravy, účinky na pokožku a podmínky, které by je mohly ovlivnit. V experimentální části byla popsána příprava gelových a emulzních základů, do kterých byly přidány jednotlivé aktivní látky – pupalkový olej, konopný olej, extrakt z šalvěje lékařské, extrakt z kostivalu lékařského a mořská sůl. Vlastnosti kosmetických gelových a emulzních základů s přídavkem těchto aktivních látek jsou závislé na teplotě a způsobu skladování, množství světla, způsobu přípravy a jiných podmínkách. Působením těchto faktorů může docházet ke změnám jejich stability, a tím ke ztrátě jejich kosmetických účinků na pokožku. Na základě provedeného reologického měření (oscilační a tokové měření), měření hodnot pH a senzorického hodnocení bylo určeno, zda došlo ke změně vlastností zkoumaných vzorků. Měření bylo provedeno v určitých časových intervalech a byly sledovány vlastnosti jak za laboratorní teploty 23±2 °C, tak po vystavení vzorků teplotnímu režimu 37 °C v termostatu. Na základě provedených měření bylo vyhodnoceno, že nejstabilnější vlastnosti vykazoval kosmetický gelový základ s přídavkem extraktu z šalvěje lékařské.
|
|
|
Reologické vlastnosti gelů pro Pechiniho syntézy
Wirthová, Michaela ; Ptáček, Petr (oponent) ; Zmrzlý, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou vrstev keramických materiálů – perovskitů. V úvodní části jsou stručně popsány základní charakteristiky těchto materiálů – jejich struktura, vlastnosti a z nich vycházející využití těchto materiálů. Dále je detailně rozebrána v současné době nejpoužívanější metoda přípravy, Pechiniho syntéza. Zejména je diskutován optimální molární poměr jednotlivých reagujících komponent vedoucí ke vzniku perovskitových struktur. Vliv tohoto poměru na reologické vlastnosti prekurzorového gelu uzavírá teoretickou část práce. V experimentální části práce je popsána příprava gelů vzniklých reakcí kyseliny citrónové a ethylenglykolu a gelů připravených Pechiniho syntézou. U gelů jsou změřeny reologické vlastnosti (hustota, viskozita a povrchové napětí), navíc u gelů vzniklých reakcí kyseliny citrónové a ethylenglykolu je stanovena teplotní závislost tokových vlastností. Dále je stanoveno množství dusičnanů v gelech připravených Pechiniho syntézou. Konečně je také úspěšně provedena příprava perovskitových vrstev na keramickém substrátu, které jsou pozorovány jednak pomocí optického mikroskopu a jednak pomocí elektronového mikroskopu.
|
|
|
Modifikace hyaluronanových hydrogelů pro medicínské účely
Kubalová, Barbora ; Sedláček, Petr (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá možnostmi modifikace fyzikálně síťovaných hyaluronanových hydrogelů na základě systémů polymer-tenzid s možným využitím, díky antibakteriálním vlastnostem a viskoelasticitě, v medicínských aplikacích. Obměny spočívaly v náhradě části hyaluronanové polymerní sítě jiným polymerem za současné snahy zachování hydrogelového charakteru systému. Připravovány byly x% hmotnostní směsné roztoky dvou polymerů s hmotnostním obsahem hyaluronanu v polymerní směsi a %, b %, c %, d % a e %. Pro tento účel byly zvoleny dva polymery: polymer 1 a polymer 2. U vzorků obsahujících systém x% směsi polymerů s nejnižším hmotnostním obsahem hyaluronanu (e %) s tenzidem byla zjišťována schopnost solubilizace hydrofilního barviva Súdánové červeně G za účelem potvrdit fyzikální zesítění hydrogelů, dále byly na těchto vybraných vzorcích provedeny frekvenční reologické testy.
|
|
|
Interakce aminojílů s polyelektrolyty přírodního původu
Jančík Procházková, Anna ; Mravec, Filip (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou produktů interakce aminojílů s polyelektrolyty přírodního původu, konkrétně byla zvolena sodná sůl kyseliny hyaluronové jako polyelektrolyt. Cílem bylo nalézt koncentrační a objemové poměry roztoku aminojílu a roztoku zvoleného polyelektrolytu, které vedly ke vzniku sraženiny. Výsledné sraženiny byly charakterizovány pomocí mikroskopie, FTIR spektroskopie a pomocí reologie. Dále byla vyzkoušena možnost navázání fluorescenčních sond na aminojíl a na výsledný intermediát vzniklý interakcí aminojílu s hyaluronanem sodným.
|
|
|
Polysacharid-proteinové gely
Hájovská, Pavla ; Smilek, Jiří (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem gelace roztoků albuminu a směsných roztoků albuminu a vysokomolekulové kyseliny hyaluronové vlivem zahřívání. Studium bylo realizováno měřením reologických vlastností roztoků, vzniklých gelů i průběhu gelace. U proteinových vzorků ve vodě byl testován vliv koncentrace proteinu, vliv iontové síly a pH roztoku. U směsných roztoků byl testován vliv koncentrace a složení polymerní složky. Se zvyšující koncentrací polymerní složky dochází k posunu bodu gelace směrem k nižším hodnotám teplot, při rozdílu koncentrace 2 % (w/v) až o 5°C. Vzniklé gely vykazují vyšší hodnoty viskózního i elastického modulu. Obdobné chování bylo pozorováno i vlivem iontové síly, jako důsledek ovlivnění elektrostatických interakcí mezi řetězci polymeru a jako důsledek změny náboje polymeru vlivem snížení pH pod hodnotu pI proteinu.
|
|
|
Reologie hydrogelů kolagenu a jeho nanokompozitů
Voldánová, Michaela ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce směřuje k fenomenologickému popisu reologického chování čistého kolagenu I i jeho nanokompozitů s příměsí hydroxyapatitu ve čtyřech koncentracích. Měření bylo prováděno na reometru v konfiguraci kužel – deska pro rozsah smykových rychlostí od 0 s-1 do 100 s-1 za definovaných podmínek. Při teplotě 4 °C je kolagen ve vzorcích o daném složení rozpuštěn, zachovává si zde svůj nativní charakter a prekurzory hydrogelů setrvávají v kapalném stavu. Zahříváním vodného roztoku kolagenu o neutrálním pH dochází k spontánnímu procesu zesítění do fibrilárních struktur. Při 37 °C fibrily dorůstají do struktury gelu, ovšem rychlost jeho vzniku je závislá na obsahu kolagenových vláken. Naměřená data jsou zpracována ve formě tokových a viskozitních křivek, z nichž je vyhodnoceno a porovnáno reologické chování vzorků či strukturální a transformační změny jako odezva na mechanické zatížení a změnu teploty. Tyto poznatky mohou být využity při manipulaci s hydrogely. Obecně mohou posloužit jako základ pro další výzkum kolagenu, jeho interakcí s HAP a faktorů ovlivňujících jejich stabilitu či účinnost.
|
host ::
RSS.