|
|
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.
|
|
|
Vývoj nanovláknového PVDF senzoru
Klásek, Matyáš ; Tofel, Pavel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá využitím nanovláken PVDF jako aktivní vrstvy vytvářející elektrický signál ve snímači. V práci je popsán PVDF a elektromechanické jevy, které s ním souvisejí. Je provedena rešeršní studie dosavadních aplikací nanovláken, na základě které je navržen snímač událostí využívající triboelektrický jev a elektrostatickou indukci. Dále je experimentálně ověřena elektrická odezva vrstev a vytvořen a implementován algoritmus sloužící k detekci a počítání napěťových pulzů. Nakonec je navržen způsob integrace snímače do kolejiště za účelem detekce průjezdu vlakových náprav.
|
|
|
Elektrická charakterizace flexibilních nanovlákenných piezoelektrických materiálů
Pokorná, Romana ; Holcman, Vladimír (oponent) ; Tofel, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá piezoelektrickými nanovlákennými materiály. V první části je popsán vznik, využití a možné aplikace nanovláken. Dále je probrán princip piezoelektrického jevu, jehož podstatou je přeměna mechanické energie na elektrickou a naopak. Druhá část práce je zaměřena na návrh experimentálního pracoviště pro měření funkčních vlastností těchto materiálů. Dále se práce zabývá elektrickou charakterizací PVDF nanovláken a měřením piezoelektrické nábojové konstanty.
|
|
|
Příprava, charakterizace a testování krevních derivátů pro aplikace v regenerativní medicíně
Sovková, Věra ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Kolářová, Hana (oponent) ; Vránová, Jana (oponent)
Trombocytární přípravky jsou pro široké spektrum bioaktivních látek vhodným produktem pro využití jednak jako doplňku pro kultivaci buněk in vitro, ale mohou být též využity při přípravě buněčných i bezbuněčných nosičů v různých odvětvích regenerativní medicíny. Cílem této práce bylo připravit několik typů krevních derivátů. U těchto přípravků byly dále sledovány koncentrace vybraných bioaktivních molekul. Následně byly tyto přípravky testovány in vitro a to buď samostatně nebo v kombinaci s nanovlákennými nosiči připravenými pomocí elektrostatického nebo odstředivého zvlákňování. Bylo zjistěno, že trombocytární přípravky obsahují v nejvyšších koncentracích chemokin RANTES a růstový faktor PDGF. Dále byl zjištěn obsah pro a protizánětlivých interleukinů a dalších růstových faktorů. Trombocytární lyzát je v 7% koncentraci schopen nahradit FBS v kultuře fibroblastů a keratinocytů. V dalších experimentech byly na nosiče připravené elektrostatickým i odstředivým zvlákňováním adherovány různé koncentrace trombocytů. Bylo zjištěno, že takto připravené nosiče podporují proliferaci i viabilitu všech testovaných buněk a to dávkově závislým způsobem. V posledním experimentu byly připraveny jednotlivé složky trombocytárního koncentrátu. Ty byly charakterizovány a byl sledován jejich vliv na buněčné kultury....
|
|
|
PŘÍPRAVA A VYUŽITÍ VYBRANÝCH BIOPOLYMERŮ, NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN PRO KOSMETICKÉ A POTRAVINÁŘSKÉ ÚČELY
Bokrová, Jitka ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na přípravu kombinovaných preparátů s přírodní aktivní složkou ve formě nanočástic a nanovláken a testování jejich biologických účinků. Moderní typy aplikačních forem byly připraveny z biomateriálů na bázi jednoho či více přírodních polymerů. Chitosanové částice byly připraveny metodou zesítění polymeru s využitím ultrasonikace. Pro přípravu liposomů byla použita směs sojového lecithinu a cholesterolu, v případě nového typu kombinovaných liposomů navíc biopolymer poly-3-hydroxybutyrát. Všechny liposomové částice byly rovněž připraveny metodou ultrasonifikace. Nanovlákna byla získána z polyhydroxybutyrátu s využitím elektrospinningu. Aktivní složkou preparátů byly směsi nízkomolekulárních látek získané extrakcí z přírodních zdrojů s vysokým obsahem antioxidantů. Jako zdroje aktivních látek byly zvoleny vzorky různých typů čajů a kůr, bylin, koření a také vzorky ovoce a zeleniny. U extraktů vzorků byl pomocí spektrofotometrických metod stanoven celkový obsahu polyfenolů, flavonoidů a celková antioxidační aktivita. Získané extrakty byly následně použity k enkapsulaci. Připravené kombinované preparáty byly charakterizovány z hlediska jejich fyzikálně-chemických vlastností. Velikost částic byla sledována s pomocí dynamického rozptylu světla. Koloidní stabilita částic v suspenzi byla stanovena pomocí zeta potenciálu. Ke stanovení účinnosti enkapsulace aktivní látky do částice byly použity spektrofotometrické metody. Morfologie nového typu kombinovaných liposomů byla sledována pomocí elektronové mikroskopie a pro kvantifikaci jednotlivých složek částic byly využity metody plynové i kapalinové chromatografie. Morfologie vláken a inkorporace aktivní složky do jejich struktury byla sledována s využitím FTIR-ATR spektroskopie a elektronové mikroskopie. Připravené preparáty byly následně hodnoceny z hlediska jejich antimikrobiálních, cytotoxických a genotoxických účinků. Bylo zjištěno, že nejvhodnějšími typy extraktů pro přípravu liposomových částic jsou vodné a lipidické extrakty zdrojů antioxidantů. Připravené částice vykazovaly výbornou stabilitu a dobrou enkapsulační účinnost. Rovněž bylo potvrzeno, že inkorporace polyhydroxybutyrátu nesnižuje koloidní stabilitu částice ani účinnost procesu enkapsulace. U připravených preparátů byl potvrzen antimikrobiální nebo antimykotický účinek proti testovacím mikroorganismům Micrococcus luteus, Serratia marcescens a Candida glabrata. Bylo zjištěno, že proces enkapsulace do částic zvyšuje inhibiční efekt samotných přírodních extraktů. Bezpečnost připravených preparátů byla testována s využitím dvou humánních buněčných kultur: epidermálních keratinocytů a buněčné linie HaCaT. Ke stanovení cytotoxicity byly použity jak metody stanovení metabolické aktivity buněk, tak metody sledující intaktnost plazmatické membrány. Pomocí série cytotoxických testů byla potvrzena nízká toxicita liposomových částic. Zkoumání účinků suspenze liposomů a kombinovaných PHB liposomů ukázalo, že spojení fosfolipidu s polymerem PHB nezpůsobuje výrazně vyšší hladinu cytotoxicity na lidských kožních buňkách. Testováním genotoxicity na modelovém mikroorganismu nebyl prokázán u připravených preparátů žádný genotoxický potenciál. Nový typ kombinovaných částic i polymerních vláken může být tedy použit jako cílený nosič pro aktivní složky jako jsou antioxidanty, komplexní přírodní extrakty, antimikrobiální činidla a mnoho dalších.
|
|
|
Vliv dispergace nanovláken na vlastnosti slinutého keramického střepu
Němec, Tomáš ; Keršner, Štěpán (oponent) ; Sokolář, Radomír (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je posoudit výsledné vlastnosti tradičního porcelánového střepu s využitím nanovláken. V rámci teoretické části diplomové práce jsou shrnuty dosavadní poznatky výzkumů zabývajících se keramickými kompozity s nanovlákny. Naprostá většina těchto výzkumů se zabývá vyztužováním technické keramiky, ale oblast tradičního porcelánu je zatím neprobádanou oblastí. Dále je uveden technologický postup výroby a dispergace nejvýznamnějších druhů nanovláken. V části praktické se experimentálně stanoví nejefektivnější postup homogenizace a na čistém kaolínu se odzkouší nejúčinnější dávkování nanovláken. Na závěr jsou porovnány výsledné vlastnosti tradičního porcelánového střepu s Al2O3 a SiO2 nanovlákny.
|
|
|
Příprava kompozitních vláknitých struktur metodou elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Schifferová, Zuzana ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Pomocí elektrostatického zvlákňování byla připravena polymerní i kompozitní polymerkeramická nanovlákna. Jako nejvhodnější prekurzor byl stanoven roztok 20 hm.% polyvinylidenfluoridu (PVDF) ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a acetonu v poměru 7:3. Pro přípravu kompozitních vláken byly do tohoto roztoku přidány nanočástice zirkoničitanu titaničitanu barnatého vápenatého (BCZT), nebo titaničitanu barnatého (BT) v množství 20 hm.%. Pro přípravu vláken byly používány následující parametry: napětí 50 kV, dávkování 30 l/min, vzdálenost kolektoru a emitoru 20 cm a jehla o průměru 17 G. Dále byl zkoumán vliv hmotnostně střední molekulové hmotnosti PVDF a rychlost rotace kolektoru. Na vzorcích byla zkoumána morfologie a tloušťka vláken. Pomocí rentgenové difrakce a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací bylo dále stanoveno fázové složení vzorků a nakonec byly měřeny některé jejich elektrické vlastnosti. Vlákna s nižším průměrem vznikala při nižších molekulových hmotnostech PVDF a při vyšší rychlosti rotace kolektoru. Tato vlákna měla také vyšší procento piezoelektrické fáze. Nejnižší dosažené hodnoty průměru vláken byly okolo 300 nm, nejvyšší procento fáze bylo 92 % a nejvyšší piezoelektrická konstanta měla hodnotu 16 pC/N. Vlákna plněná BT částicemi vykazovala lepší vlastnosti než vlákna plněná BCZT částicemi.
|
|
|
Filtrace vzduchu
Krajčová, Kateřina ; Uher, Pavel (oponent) ; Rubinová, Olga (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem vzduchotechnických zařízení pro objekt po-rodnice a experimentálním měřením nanofiltrů a jejich následným porovnáním s běžně používanými vzduchovými filtry. Práce se skládá ze tří částí. V první části jsou popsány druhy filtrů. Podrobně jsou zde popsané nanofiltry a materiály z nanovláken. Ve druhé části je téma filtrace vzduchu aplikováno na objekt porod-nice. Pro 3.NP tohoto objektu jsou navrženy dvě varianty větrání a chlazení. Třetí experimentální část se zabývá antibakteriálními účinky nanofiltru se stříbrnými vlákny a jeho srovnání s běžně používanými filtry. Dále se zabývá velikostí tlakové ztráty na filtru při různých rychlostech vzduchu.
|
|
|
Adhesion, growth and differentiation of skin cells on nanofibrous polymer membranes
Pajorová, Júlia ; Bačáková, Lucie (vedoucí práce) ; Eckhardt, Adam (oponent)
Naša práca má prínos pre tkanivové inžinierstvo, a to hlavne v oblasti konštrukcie vhodnej náhrady pre regeneráciu kožných defektov. Zároveň prináša hodnotné poznatky pre základný výskum molekulárnych mechanizmov adhézie, proliferácie, fenotypovej maturácie buniek a kontroly správania buniek prostredníctvom extracelulárnej matrix (ECM), ktorú predstavuje synteticky vyrábaný nanovlákenný materiál. Nanovlákenná membrána z poly(laktid-ko- glykolidu) (PLGA) bola pripravovaná metódou zvlákňovania bez použitia injekčnej striekačky. Tieto membrány boli následne modifikované biomolekulami sprostredkujúcimi adhéziu buniek, ako je kolagén, fibronektín a fibrín, za účelom zvýšenia ich afinity pre bunky. Na týchto nanovlákených membránach bola následne stanovená miera adhézie, rastu a diferenciácie keratinocytov línie HaCaT a ľudských dermálnych fibroblastov, tj. hlavných buniek nachádzajúcich sa v epidermis a dermis. Výsledky ukázali, že membrány modifikované fibrínovou vrstvou zlepšovali adhéziu a rast ľudských dermálnych fibroblastov, zatiaľ čo kolagén na povrchu materiálu stimuloval adhéziu a proliferáciu keratinocytov línie HaCaT. Fibrín navyše zlepšoval u fibroblastov produkciu kolagénu I, ktorý je hlavnou súčasťou ECM v prirodzenej koži. Fibronektín obecne zlepšoval adhéziu buniek na membránu. Na...
|
|
|
Nanofiber materials simultaneously photogenerating NO and 1O2 species; Reversible NO binding on boron-containing clusters
Dolanský, Jiří
V této práci byly připraveny a charakterizovány polystyrenové nanovlákenné materiály s kovalentně vázaným NO-fotodonorem a elektrostaticky vázaným tetrakationtovým porfyrinoidním fotosensitizerem. Tyto fotofunkční materiály mají schopnost simultánně fotogenerovat antibakteriální molekuly NO a O2(1 ∆g) na denním světle, a tím sterilizovat svůj povrch a blízké okolí. Nanovlákenné materiály byly studovány pomocí SEM, FTIR, emisní a UV/vis spektroskopie a pomocí časově rozlišené emisní a absopční spektroskopie. Antibakteriální efekt byl testován na Escherichia coli. Kombinace duální antibakteriální schopnosti a nanoporézní charakter nanovlákenného materiálu, zadržující pathogeny jako např. bakterie na svém povrchu, umožňuje tyto materiály využít v oblastech, kde je vyžadováno sterilní prostředí (roušky, kryty ran atd.). Pro studium vázání NO byl připraven v literature již popsaný bimetallický boranový klastr (PMe2Ph)4Pt2B10H10, který má schopnost reverzibilně vázat malé plynné molekuly. Úspěšně bylo syntetizováno sedm nových monometallických prekurzorů (s Pt, Pd či Ni) pro syntézu bimetallických boranových klastrů s účelem studia reverzibilního vázání NO. Všechny látky byly chromatograficky přečištěny a charakterizovány pomocí NMR spektroskopie a rentgenové difrakční analýzy. Předmětová slova:...
|
host ::
RSS.