|
|
Příprava a charakterizace hydrogelů s difúzním gradientem
Tvrdoňová, Anna ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá přípravou a následnou charakterizací hydrogelů s difúzním gradientem. Cílem bylo vypracovat literární rešerši na problematiku zabývající se hydrogely s difúzním gradientem, vybrat vhodnou metodu přípravy gradientových hydrogelů a provést pilotní experimenty vedoucí k charakterizaci vlastností připravených systémů, především s ohledem na prokázání gradientové struktury hydrogelů. Vyhodnocení probíhalo na základě vizuálního pozorování, stanovení transportních a viskoelastických vlastností a také pomocí jednoduché metody spočívající ve vážení připravených hydrogelů. Hydrogely byly porovnávány v závislosti na volbě síťovacího činidla, jeho koncentraci a době síťování. Byly připraveny gradientové hydrogely na bázi polysacharidu – alginátu sodného. Výsledky naznačují, že volbou koncentrace síťovacího činidla, stejně jako dobou síťování, lze modulovat finální vlastnosti (viskoelastické i transportní) hydrogelů do požadovaných hodnot. V rámci diskuze výsledků byly navrženy kroky pro komplexnější pohled na danou problematiku a možnosti, jakým způsobem v práci pokračovat.
|
|
|
Fyzikální hydrogely na bázi biopolymerů a tenzidů
Velcer, Tomáš ; Lehocký, Marián (oponent) ; Kráčalík, Milan (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
Tato dizertační práce zkoumá vlastnosti a chování fázově separovaných hydrogelů. Ty mohou být připraveny interakcí polyelektrolytů s opačně nabitými tenzidy. Pro tuto roli byli vybráni záporně nabitý polysacharid hyaluronan a kationtový tenzid karbethopendeciniumbromid (Septonex), jejichž vlastnosti, chování a využití jsou popsány v prvních kapitolách teoretické části. Hyaluronan se přirozeně vyskytuje v živých organismech a je znám pro svou schopnost cílení k nádorovým buňkám pomocí specifických receptorů. Septonex se používá pro své antiseptické a dezinfekční účinky. Experimentální část se zaměřuje na důkladné studium chování těchto typů hydrogelů, zejména z reologického pohledu. Stanovení mechanických vlastností a jejich modulovatelnosti v závislosti na podmínkách přípravy, jako např. složení, teplota prostředí nebo vliv rozpouštědla, je esenciální pro designování podrobnějších studií. Strukturní analýza za pomoci ATR-FTIR, iontové chromatografie či ICP-OES přispěla ke stanovení obsahu jednotlivých složek ve výsledném hydrogelu. Antimikrobiální aktivitě hydrogelů je věnována závěrečná část práce. Výsledky této práce naznačují možné potenciální užití daných typů hydrogelů na poli medicínských aplikací.
|
|
|
Vliv rozpouštědla na deformační chování hydrogelů
Kulovaná, Eva ; Bartlová, Milada (oponent) ; Mráček, Aleš (oponent) ; Žídek, Jan (vedoucí práce)
Práce se zabývá molekulárně dynamickou simulací vlivu vody na deformaci hydrogelů. Hydrogely jsou modelové materiály vytvořené z makromolekulárních sítí solvatovaných vodou. Bylo zjištěno, že voda může tvořit můstky mezi makromolekulami, které mají formu dočasných iontových uzlů. Tyto můstky ovlivňují chování sítě během deformace. Vodní můstky jsou molekuly vody, které mají omezený rádius pohybu v prostoru mezi dvěma makromolekulami. Koncentrace vodních můstků byla regulována pomocí parciálního náboje na makromolekulárním řetězci v organické síti. Vodní můstky jsou určitým typem interakce, která je poměrně silná, ale výrazně delokalizovaná. Vodní můstek není možné trvale disociovat, po disociaci se v krátkém čase znovu vytvoří na jiném místě. Vliv vodních můstků byl srovnán s jinými typy síťových uzlů, zejména kovalentními a fyzikálními vazbami. Kovalentní uzly jsou modelovány jako prostá vazebná interakce mezi dvěma makromolekulami. Jsou nedisociovatelné a jsou lokální po celou dobu simulace. Fyzikální vazby jsou modelovány jako micely, kde hydrofobní skupiny tvoří jádro a hydrofilní skupiny obal micely. Fyzikální vazby mají povahu disociovatelných vazeb, které jsou lokální. Různé typy uzlů mají odlišný vliv na deformační vlastnosti. Byla simulována deformace sítí obsahujících kombinaci dvou typů uzlů: (i) fyzikálně-kovalentních, (ii) iontově-kovalentních, (iii) fyzikálně-iontových sítí a (iv) ternárních fyzikálně-kovalentní-iontových sítí. U jednotlivých a kombinovaných sítí bylo ověřeno chování v závislosti na jednoduchých sítí. Počet vodních můstků zásadně ovlivňovala primární struktura řetězců. Pokud byl řetězec PEG nahrazen hydrofobním polyoxymethylenem (POM) nebo polyoxytrimethylenem (POTM), jejich solvatace i mechanické chování se zhoršily.
|
|
|
Optimalizace přípravy a charakterizace hybridních hydrogelů s ohledem na viskoelastické a tokové vlastnosti
Zhurauliova, Darya ; Kalina, Michal (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium hybridních hydrogelů, které kombinují vlastnosti hydrogelových systému společně s oleogely, což jsou gely na bázi oleje. Cílem práce je provést studium současného stavu řešené problematiky na téma přípravy hybridních hydrogelů, na tomto základě navrhnout a optimalizovat vhodný postup přípravy a formou viskoelastických měření provést základní reologickou charakterizaci připravených systémů. Jako vhodný hydrogelový systém byl zvolen systém na bázi alginátu sodného rozpuštěného v deionizované vodě a síťovaného roztokem chloridu vápenatého, a jako oleogel byl zvolen systém na bázi včelího vosku rozpuštěného ve slunečnicovém oleji. Alginát sodný byl zvolen, protože se používá jako zahušťovadlo, emulgátor, stabilizátor nebo želírující látka do krémů a přípravku lékových forem. Smícháním hydrogelů a oleogelů o různých hmotnostních poměrech vznikl systém hydrogel/oleogel, taktéž nazývaný jako bigel, jehož vlastnosti byly testovány z hlediska tokových a viskoelastických vlastností. V praktické části byly měřeny amplitudové, frekvenční a tokové testy jak samotného hydrogelu, tak i hybridního hydrogelu o poměru 50:50 (hydrogel vs. oleogel). Tyto testy poskytovaly informaci o gelových přípravcích, tj. jaký je jejich charakter, jaké jsou mechanické vlastnosti a jak závisí na amplitudě deformace. Porovnáním výsledků měření bylo možné určit, jak oleogel působí na vlastnosti a strukturu hydrogelu
|
|
|
Adhesion Properties of Semi-IPN Hydrogels
Candráková, Simona ; Sedláček, Petr (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
This Diploma thesis deals with optimization of the hydrogel preparation with various additions of substances affecting adhesion, studying the adhesion of prepared hydrogel systems and modifying their adhesion properties. Prepared hydrogels were agarose, alginate and gellan polymer systems with additions of acrylic acid, acrylamide, calcium chloride and Tween 20. The experimental part of the diploma thesis focuses first on optimizing the preparation of individual hydrogels, from which, according to certain criteria, suitable representatives were selected to study adhesion and its controlled modification. Agarose and gellan hydrogels were selected as suitable representatives, which were then used in rheological measurements. Based on these measurements, the effect of the adhesive force and the adhesive work of individual materials was evaluated. It was found that the best adhesion properties of the materials used are unadjusted hydrogels, in the case of hydrogels with the addition of another substance, a negative effect on adhesion was observed, when the adhesion force was reduced and also the adhesion work was reduced.
|
|
|
Studium relaxačních vlastností hydrogelů s využitím reologických technik
Lorenc, Pavel ; Klučáková, Martina (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem relaxace a časového namáhání viskoelastických látek (hydrogelů) pomocí vybraných reologických technik především s ohledem na oscilační testy. Byly připraveny a při měření porovnány vlastnosti hydrogelů s různým typem síťování. Agarózové hydrogely (fyzikálně), alginátové hydrogely (fyzikálně-chemicky), hydrogely kyseliny hyaluronové (iontově) a polyvinylalkoholové hydrogely (chemicky). V této bakalářské práci jsou navrženy a následně i aplikovány metody měření relaxačních vlastností těchto hydrogelů za použití reometru. Pomocí časově závislých testů, jež zkoumaly změny amplitudy v čase, byly zkoumány relaxační vlastnosti hydrogelů. Proveden byl test, který měl 3 intervaly, kdy změnami amplitud deformace v závislosti na čase byla sledována odezva hydrogelů na tyto změny. Sledovány byly relaxační vlastnosti těchto hydrogelů, jež prokázaly značné rozdíly v chování hydrogelů při měřeních. Těmito metodami bylo zjištěno, že struktura hydrogelů a koncentrace mají vliv na jejich relaxační vlastnosti. Z naměřených výsledků bylo prokázáno, že nejlepší relaxační vlastnosti má chemicky síťovaný polyvinylalkoholový hydrogel, nejnižší schopnost relaxace pak vykazoval fyzikálně-chemicky síťovaný alginátový hydrogel. Výsledky z naměřených dat byly nakonec porovnány, posouzeny a komentovány rozdíly mezi jednotlivými hydrogely.
|
|
|
Optimalizace optických a transportních vlastností hydrogelů na bázi PVA
Zahrádka, Jan ; Kalina, Michal (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Hlavním cílem této bakalářské práce je navrhnout a optimalizovat vhodnou metodu přípravy transparentních, fyzikálně síťovaných hydrogelů s manipulovatelnými transportními vlastnostmi. Jako modelový gelotvorný materiál byl zvolen polyvinylalkohol (PVA) síťovaný metodou cyklického mražení a rozmražování. Z původně navržených tří mechanismů ovlivnění optických vlastností takto připravených PVA gelů byl na základě pilotních skríningových experimentů pro hlubší navazující analýzu vybrán vliv rychlosti mražení. Mechanické vlastnosti připravených hydrogelů byly analyzovány prostřednictvím reologie metodou amplitudového (strain sweep) testu. Vnitřní struktura byla vizualizována pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Optimalizovaná technika přípravy transparentních PVA gelů byla následně využita pro přípravu gelů s interpenetrovanou polyelektrolytovou komponentou (poly(styren sulfonát)). Metodou difúzního páru s metylenovou modří jako difúzní sondou bylo poté experimentálně ověřeno, že hybridní hydrogelová síť disponuje modifikovanými transportními vlastnostmi.
|
|
|
Reologie jakožto účinný nástroj ke komplexní charakterizaci hydrogelových systémů
Kadlec, Martin ; Kráčalík, Milan (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou relaxačních testů jako součásti komplexní charakterizace hydrogelových materiálů za pomoci metod klasické reologie. S ohledem na vypracovanou literární rešerši byly k dalšímu studiu zvoleny creepové a tří intervalové tixotropní testy, u kterých byla na fyzikálně síťovaný agarózový (AG) hydrogel provedena souhrnná optimalizace zaměřující se na výběr a zdůvodnění volby parametrů měření. Takto přizpůsobené testy byly mimo AG gel úspěšně aplikovány také na hyaluronanový (HyA) a polyvinylalkoholový (PVAl) gel, přičemž tyto konkrétní vzorky byly vybrány z důvodu jejich vzájemně odlišné podstaty síťování. Z naměřených výsledků bylo zjištěno, že AG gel vykazoval obecně nejlepší schopnost regenerace po deformaci, nejhůře naopak relaxoval HyA gel. Ačkoliv tyto poznatky vycházely shodně u obou studovaných testů, samotný průběh regenerace stejného vzorku byl mezi testy velmi rozdílný. Je tedy zřejmé, že komplexní relaxační vlastnosti rozhodně nelze popsat pouze jedním ze zmiňovaných testů a jak creepové, tak tří intervalové tixotropní testy mají v tomto ohledu svou unikátní vypovídající hodnotu. Výsledky získané v této práci tak mohou vést k přesnějšímu popisu deformace a následné relaxace gelových systémů, což jsou časté jevy vyskytující se nejen při zpracování gelů, ale také při jejich aplikaci.
|
|
|
Studium adhézních vlastností hydrogelových matric k pevným povrchům
Šindelářová, Anna ; Sedláček, Petr (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá optimalizací a následným ověřením použitelnosti nekonvenční metody stanovení adhezních vlastností hydrogelů a jim příbuzných materiálů, která bude použitelná pro měření přilnavosti hydrogelů k pevným povrchům s využitím reologických technik. V případě předložené bakalářské práce je vybráno stanovení adhezních vlastností pomocí reometru a jednoduchých experimentů skluzu měřených materiálů po nakloněné rovině. Výsledky těchto metod jsou srovnány mezi sebou a zároveň s poznatky získanými z odborné literatury. Použitelnost metod je hodnocena z hlediska objektivních výsledků, reprodukovatelnosti a jestli jsou naměřená data kvantitativním vyjádřením adhezních vlastností. Bylo zjištěno, že reometrie je použitelná jako spolehlivá kvantitativní metoda měření adheze. Reometricky naměřená data byla reprodukovatelná a konzistentní. Touto metodou bylo zjištěno, že s rostoucí koncentrací disperzního podílu v hydrogelovém systému roste adhezní síla, což je v souladu s poznatky získanými z odborné literatury.
|
|
| |
host ::
RSS.