|
|
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.
|
|
|
Studium fotogenerace peroxidu vodíku polymerními nanovlákny s enkapsulovaným fotosensitizerem
Perlík, Martin ; Mosinger, Jiří (vedoucí práce) ; Kubát, Pavel (oponent)
Tato studie se zabývá charakterizací fotosensitizačních vlastností polymerních, především polyuretanových nanovláken s enkapsulovaným fotosensitizerem. Hlavním cílem práce bylo prokázání a studium mechanismu fotoprodukce H2O2. Fotosensitizer použitý v této práci byl 5,10,15,20-meso-tetrafenylporfyrin (TPP), studovány byly i jeho komplexy s Cu2+ a Ni2+ . Vlastnosti nanovláken byly zkoumány pomocí UV-Vis molekulové absorpční spektroskopie, fluorescenční spektroskopie a elektronové mikroskopie (SEM).
|
|
|
Nanofiber materials simultaneously photogenerating NO and 1O2 species; Reversible NO binding on boron-containing clusters
Dolanský, Jiří ; Mosinger, Jiří (vedoucí práce) ; Klán, Petr (oponent)
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:...
|
|
|
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....
|
|
|
Nanovlákenné membrány jako nosiče léčiv 10.
Nguyenová, Jana ; Doležal, Pavel (vedoucí práce) ; Dittrich, Milan (oponent)
Teoretická část práce podává informace o biofarmaceutickém klasifikačním systému léčiv a jeho kontextu ve výzkumu a vývoji léčiv. Jsou prezentovány metody používané ke zvýšení a zrychlení rozpustnosti včetně elektrospiningu. Experimentální část je pilotní studií zaměřenou na hodnocení podmínek vhodných pro rozpouštění a testování nově připravených nanovlákených membrán z polyvinylpyrrolidonu s vysokým obsahem (do cca 35 procent) gatrinu jako látky špatně rozpustné ve vodných vehikulech. Parametry HPLC stanovení gatrinu za použití C18 sorbentu a mobilní fáze acetonitril: fosfátový pufr pH 8 byly předběžně vyhodnoceny jako bezproblémově použitelné pro vehikula typu fosfátového pufru o pH 6,0. Stejné podmínky se ukázaly být ve vážné kolizi s polymerním materiálem nanovlákenné membrány v průběhu disolučního hodnocení nebo s acetonitrilem v mobilní fázi, přesného stanovení gatrinu nebylo v tomto případě dosaženo. Tyto závěry vedou k návrhu na změnu formulace nanovlákenných membrán použitím polymeru odlišného od polyvinylpyrrolidonu (např. hydroxypropylcelulosy) nebo na záměnu acetonitrilu methanolem v mobilní fázi pro HPLC. Ve všech případech však bylo všechno analyticky dostupné gatrinu vždy rozpuštěno a stanoveno do cca 10 až 12 minut od startu rozpouštěcích testů, což lze považovat za vhodné jak pro...
|
|
|
Studium sulfonovaných polystyrenových nanotkanin s enkapsulovanym sensitizerem
Hrdinková, Veronika ; Mosinger, Jiří (vedoucí práce) ; Vojtíšek, Pavel (oponent)
Předkládaná studie se zabývá využitím sulfonovaných polystyrenových nanotkanin jako iontově-výměnných nanomateriálů. Kapacita iontové výměny u těchto nanomateriálů byla stanovena titrační metodou a pomocí AAS. Dále byl studován vliv sulfonace na fotofyzikální, fotooxidační a fotocytotoxické vlastnosti sensitizeru 5,10,15,20-meso- tetrafenylporfyrinu (TPP) enkapsulovaného v polystyrenových nanotkaninách. Vlastnosti TPP byly zkoumány pomocí časově rozlišené spektroskopie, fotooxidace kyseliny močové jako substrátu a baktericidních testů na kultuře bakterií Escherichia coli DH5α s plazmidem pGEM11Z. Bylo zjištěno, že po sulfonaci nanotkaniny je enkapsulovaný TPP přítomen částečně i v agregované formě. Baktericidní schopnosti si PS nanotkanina s enkapsulovaným sensitizerem zachovává i po sulfonaci.
|
|
|
Towards highly-doped Ge and ZnO nanowires: Growth, characterization and doping level analysis
Pejchal, Tomáš ; Mikulík,, Petr (oponent) ; Grym,, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Highly-doped semiconductor nanowires represent a promising class of nanostructures with prospective applications in electronics, optoelectronics or bio-sensing. This thesis is focused on the growth and in-depth characterization of germanium and zinc oxide nanowires, with the aim of acquiring high doping levels. The first part of the thesis deals with the growth of germanium nanowires via the vapour–liquid–solid (VLS) process. Several factors impacting the nanowire growth and morphology are described – the composition of the catalytic particle, the role of surface adsorbates and the incorporation of atoms from the catalyst into the nanowire. The nanowires are grown from gold nanoparticles either in ultra-high vacuum (the MBE-like process) or in the presence of atomic-hydrogen vapour (mimicking the CVD process), resulting in dissimilar nanowire morphology and growth direction. The combined effect of atomic hydrogen adsorption and gold catalyst spreading is revealed – being the key element explaining the difference in nanowire morphology when MBE and CVD growth techniques are utilised. Further, the Ge nanowire growth from group-III-containing catalysts is studied, with the intention of doping the nanowires via the incorporation of atoms from the catalyst droplet. The in-situ prepared alloyed Au–Ga catalyst is found to be applicable for germanium out-of-plane nanowire growth – although the catalyst stability is lower than for pure Au. Despite a high dopant concentration in the catalyst, no gallium incorporation into the nanowire is observed. Hence, this method of nanowire doping is proved unsuitable for the material system selected. The third part of the thesis covers the characterization of ZnO nanowires and the development of a protocol for their diffusional doping with gallium. The impact of nanowire annealing on the concentration of oxygen vacancies (VO) is demonstrated – annealing in H2O2 gas decreases the VO concentration, compared with annealing in high vacuum. Further, Ga incorporation into ZnO nanowires is documented with in-situ SEM when annealed above 350 °C. Moreover, gallium-induced decomposition of ZnO nanowires is observed above 450 °C. The concentration and spatial distribution of Ga within the nanowires is assessed using STEM EDS and a theoretical model for Ga diffusion. The correlation between the VO concentration and the Ga incorporation into ZnO is found. Gallium concentration in the order of 10^21 cm^-3 is reached in the nanowires – demonstrating the suitability of the presented diffusional-doping method for achieving high Ga doping levels needed for prospective bio-sensing applications in the IR region.
|
|
|
Advanced preparation of inorganic (ceramic) particles and nanostructures
Šťastná, Eva ; Martinovou,, Lenku (oponent) ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
An electrospinning process was used for bioactive nanofibrous structures preparation. Neat polycaprolactone nanofibres and polycaprolactone nanofibres containing hydroxyapatite nanoparticles were successfully prepared via electrospinning and characterized using scanning electron microscopy. Mechanical properties of the nanofibres were analyzed using uniaxial tensile strength test. Results of the testing showed strong influence of the nanofibres direction alignment and nanoparticles presence on the mechanical properties of the prepared structures. The direction alignment contributed to higher elastic modulus and failure stress regardless the presence of the hydroxyapatite nanoparticles in the structure. However, the direction alignment considerably reduced failure strain of the structure. An interesting phenomenon occurred by the composite nanofibres – the influence of the hydroxyapatite particles was more distinct by the random fibres (they worsened failure strain and failure stress of the random composite fibres) but the hydroxyapatite particles did not have such strong effect on the parallelly aligned fibres. The samples were then modified by surface low-temperature plasma treatment to improve biological properties of the nanofibres. Change of the nanofibres surface characteristics was examined by contact angle measurement by sessile drop method and by XPS spectroscopy. The contact angle measurement showed that the plasma treatment considerably increased structures hydrophilicity – was unmeasurable. The XPS analysis explained the effect of the plasma treatment on microscopical scale – the plasma treatment had affected only polymer constituent of the treated structure, the hydroxyapatite nanoparticles remained intact. Selected prepared structures were biologically tested. Test in simulated body fluid proved high bioactivity of the polycaprolactone/hydroxyapatite composite nanofibres through precipitation of calcium phosphates phases on the composite structures. Following in-vitro tests using living cell cultures (ISO 10993-5 and WST-8 test) proved beneficial influence of the hydroxyapatite in the structure and of the surface plasma treatment when bioactivity of the plasma treated composite structures increased 1.5 times compared to the neat as-spun polycaprolactone fibres.
|
|
|
Vývoj a příprava antimikrobiálních nanostrukturních biomateriálů
Drabíková, Nela ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá optimalizací přípravy kombinovaných nanostrukturních antimikrobiálních biomateriálů a jejich charakterizací. V teoretické části byla vypracována rešerše zaměřená na materiály používané k přípravě nanočástic a nanovláken, dále na postupy přípravy těchto nanomateriálů. Dále byly popsány využívané antimikrobiální látky – kurkumin a ampicilin, a princip stanovení bezpečnosti všech používaných materiálů.V praktické části je zpracován optimalizační proces přípravy nanočástic i nanovláken a následně také vlastních kombinovaných materiálů. Dále byla testována bezpečnost připravených materiálů a antimikrobiálních látek na buněčné linii HaCaT , kvůli jejich potenciálnímu využití v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Velká část práce je věnována testování očekávaných antimikrobiálních účinků připravených kombinovaných materiálů s použitím několika mikroorganismů z řad grampozitivních i gramnegativních bakterií a kvasinek. Dále byla sledována rychlost uvolňování aktivních látek z připravených biomateriálů do modelového prostředí pomocí spektrofotometru. Pomocí kapalinové chromatografie bylo detekováno také množství ampicilinu uvolněného z připravených biomateriálů.
|
|
|
Korelovaná sondová a elektronová mikroskopie pro studium moderních magnetických nanomateriálů
Novotný, Ondřej ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Silný tlak na vývoj nových magnetických materiálů a jejich miniaturizaci, klade také důraz na vývoj nových analytických technik. Tato diplomová práce se zabývá vývojem a demonstrací korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie, která je slibným nástrojem pro analýzu magnetických nanomateriálů. První část práce je věnována popisu fyzikálních základů mikromagnetismu se zaměřením na cylindrická nanovlákna. Na následujících stranách jsou popsány světelné, sondové, elektronové a synchrotronové metody pro mapování magnetických vlastností materiálů. V další části je popsán výzkum pohybu magnetických doménových stěn v cylindrických nanovláknech, který byl prováděný jako součást rozsáhlejší materiálové studie. Poslední část práce je věnována popisu vývoje korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie na zařízení LiteScope. V rámci vývoje byl navržen a úspěšně otestován postup výroby magnetických sond. K výrobě sond bylo využito depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem a prekurzoru Co2(CO)8. V závěru práce je demonstrována vyvinutá technika na vícevrstevnatém Pt/Co vzorku, CoNi cylindrických nanovláknech, NiFe mikrostrukturách a FeRh metamagnetických nanoostrůvcích.
|
host ::
RSS.