|
|
Functionalization of biodegradable polymers by itaconic anhydride
Michlovská, Lenka ; Hermanová, Soňa (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Presented diploma thesis describes preparation of biodegradable termosensitive triblock copolymer based on poly(ethylene glycol), poly(lactic acid) and poly(glycolic acid) (PLGA-PEG-PLGA) that was subsequently modified by itaconic anhydride (ITA), which gives copolymer both reactive double bonds and functional carboxylic acid groups essential for the reaction with biological active material. The general goal was optimizing reaction conditions in order to reach the highest yield of ITA end-capped to polymer resulting in ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer. Prepared functionalized copolymer as a component of heterogeneous composite e.g. with hydroxyapatite might be suitable for biomedical application in the field of tissue engineering as a temporary replacement or adhesive of hard tissues (bones). In the theoretical part, hydrogels, their separation, crosslinking and degradation mechanism are generally described together with physico-chemical properties and the synthesis of the individual used biomaterials and their copolymers, itaconic anhydride and its functionalization. The experimental part describes in detail the synthesis of PLGA-PEG-PLGA copolymer via ring opening polymerization (ROP) using vacuum line and Schlenk’s techniques. Kinetics of the ROP was measured and optimization of polymerization conditions was suggested. Prepared thermosensitive copolymer was additionally modified by itaconic anhydride via catalytic ring-opening reaction. Optimization of ITA functionalization conditions were evaluated in terms of effect temperature, time, ITA purification and presence of the solvent effect. Successful end-capping of PLGA-PEG-PLGA copolymer by ITA was precisely characterized by means of 1H NMR, FT-IR and GPC methods. Kinetics of PLGA-PEG-PLGA copolymerization from unsublimated (neat) and sublimated (purified) D,L-lactide and glycolide were studied. In both cases the synthesis proceeded in a bulk at 130 °C for 3 hours with conversion approximately of 90 %. Prolonged polymerization period had no effect on the increase of conversion. In the case of ROP using unsublimated monomers, a rapid increase of monomer conversion was observed during first few minutes, followed by constant progress. Resulting copolymer displayed molecular weight of 7155 g/mol and narrow polydispersity index of 1.26. Optimal conditions were reached when sublimated monomers were polymerized. First, increase of conversion up to 88 % was nearly linear (living polymerization) to 2.5 hours, after that a plateau was observed. Well-defined PLGA-PEG-PLGA copolymer with molecular weight of 7198 g/mol and narrow polydispersity index of 1.20 was obtained. Optimal conditions for synthesis of ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer were reached with sublimated itaconic anhydride in a bulk at the temperature of 110 °C with total reaction time of 1.5 hours. As a result 76.6 mol. % of ITA was end-capped to the original PLGA PEG PLGA copolymer. Resulting molecular weight of ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer (5881 g/mol) with polydispersity index of 1.37 found by GPC correlated well with Mn calculated from 1H NMR and a theoretical Mn (Mn(theor)/Mn(GPC)/Mn(NMR) = 1/0.89/0.96).
|
|
|
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.
|
|
|
Formulation and testing of siRNA-loaded branched polyesters nanoparticles
Medviďová, Simona ; Dittrich, Milan (vedoucí práce) ; Šnejdrová, Eva (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutickej technológie Školiteľ: doc. RNDr. Milan Dittrich, CSc. Študent: Simona Medviďová Názov diplomovej práce: Formulácia a testovanie nanočastíc z vetvených polyesterov s siRNA S napredujúcim trendom vývoja rastú súčasne kladené požiadavky na nové, efektívnejšie formulácie v oblasti vývoja liekových systémov. Zameranie tejto diplomovej práce je tak upriamené na formuláciu nanočastíc z biodegradovateľných vetvených polyesterov na báze PLGA, vhodných k transportu oligoméru malej interferujúcej nukleovej kyseliny - siRNA. Teoretická časť je zameraná na charakteristiku využiteľných polymérov, ich možné modifikácie, metódy prípravy s rozsiahlejším upriamením na použitú nanoprecipitačnú metódu, opisuje dôležité parametre ako veľkosť, zeta potenciál a polydisperzitu. Hlavnou súčasťou je taktiež charakterizácia siRNA z hľadiska štruktúry, vlastností, modifikácií a funkcie. Rozsiahlejšou je časť experimentálna, ktorá sa zaoberá vhodným výberom typu a koncentrácie polyesteru i stabilizátora, metódami prípravy, charakterizácie nanočastíc a možnosťou analýzy siRNA v nich enkapsulovaného. V kapitolách výsledky a diskusia boli porovnávané použité polyestery vetvené na tripentaerythritole a na kyseline polyakrylovej v rôznych...
|
|
|
Příprava polymerních farmaceutických nanočástic: optimalizace procesu
Bárta, Michal ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Vraníková, Barbora (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutické technologie Školitel: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Posluchač: Michal Bárta Název diplomové práce: Příprava farmaceutických nanočástic: optimalizece procesu Farmaceutické, polymerní nanočástice fungují mimo jiné jako nosiče léčiv. Unikátní jsou nejen díky subcelulární velikosti, ale také protože jsou biodegradabilní a biokompatibilní. Výhodou je možnost připravy selektivních částic, které jsou schopny kontrolovaně a dlouhodobě uvolňovat léčivo. K tvorbě polymerních nanočástic se používají metody přípravy z hotových polymerů nebo polymerací z monomerů. Cílem této práce byla optimalizace procesu tvorby polymerních nanočástic a studování vlivu použitého rozpouštědla. Využívalo se metody odpařování rozpouštědla a nanoprecipitace. Sledovanými parametry byla velikost výsledných částic, jejich polydisperzita a zeta potenciál. Granulometrické a elektrické vlastnosti částic byly měřeny na přístroji Zetasizer ZS 90. Měření dokázalo, že pro přípravu malých nanočástic s nízkou polydisperzitou a dostatečnou stabilitou je vhodnější použít metodu nanoprecipitace. Z výsledků granulometrické analýzy nanočástic připravených metodou odpařování je zjevné, že menší částice poskytují převážně větvené polymery . Jako nejlepší rozpouštědlo se...
|
|
|
Formulation and testing of siRNA-loaded branched polyesters nanoparticles
Medviďová, Simona ; Dittrich, Milan (vedoucí práce) ; Šnejdrová, Eva (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutickej technológie Školiteľ: doc. RNDr. Milan Dittrich, CSc. Študent: Simona Medviďová Názov diplomovej práce: Formulácia a testovanie nanočastíc z vetvených polyesterov s siRNA S napredujúcim trendom vývoja rastú súčasne kladené požiadavky na nové, efektívnejšie formulácie v oblasti vývoja liekových systémov. Zameranie tejto diplomovej práce je tak upriamené na formuláciu nanočastíc z biodegradovateľných vetvených polyesterov na báze PLGA, vhodných k transportu oligoméru malej interferujúcej nukleovej kyseliny - siRNA. Teoretická časť je zameraná na charakteristiku využiteľných polymérov, ich možné modifikácie, metódy prípravy s rozsiahlejším upriamením na použitú nanoprecipitačnú metódu, opisuje dôležité parametre ako veľkosť, zeta potenciál a polydisperzitu. Hlavnou súčasťou je taktiež charakterizácia siRNA z hľadiska štruktúry, vlastností, modifikácií a funkcie. Rozsiahlejšou je časť experimentálna, ktorá sa zaoberá vhodným výberom typu a koncentrácie polyesteru i stabilizátora, metódami prípravy, charakterizácie nanočastíc a možnosťou analýzy siRNA v nich enkapsulovaného. V kapitolách výsledky a diskusia boli porovnávané použité polyestery vetvené na tripentaerythritole a na kyseline polyakrylovej v rôznych...
|
|
|
Biodegradable polymeric nanoparticles preparation
Bacskaiová, Silvia ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Dittrich, Milan (oponent)
Univerzita Karlova v Prahe, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutická technológia Školiteľ: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Poslucháč: Silvia Bacskaiová Názov diplomovej práce: Príprava biodegradovateľných polymérnych nanočastíc Súčasný vedecký pokrok významnou mierou prispieva aj k rozvoju nanomedicíny, ktorá sa snaží o zefektívnenie farmakoterapie rakoviny a iných vážnych ochorení. Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je štúdium vplyvov povrchovo aktívnych látok na výsledné vlastnosti nanočastíc. Teoretická časť je zameraná na nanočastice ako nosiče liečiv, na prípravu biodegradovateľných nanočastíc, ich využitie pri liečbe rakoviny, ochorení sprevádzaných zápalmi, vakcinácii a aj na iné účely. Hlavnou súčasťou je tiež charakterizovanie aktívnej a pasívnej cielenej distribúcie liečiv, mikroenkapsulácie, prípravy nanočastíc polymerizáciou a z vopred pripravených polymérov. Definujú sa fyzikálno-chemické vlastnosti nanočastíc: veľkosť, zeta potenciál. Experimentálna časť je rozsiahlejšia a zaoberá sa optimalizáciou prípravy nanočastíc, výberom vhodnej koncentrácie a typu surfaktantu pri ich príprave. Pri experimentálnej časti bolo použitých päť rôznych typov surfaktantov a to v troch koncentráciách. Súčasťou experimentálnej časti sú tabuľky a grafy porovnávajúce vplyv jednotlivých...
|
|
|
Farmaceutické aplikace polyesterů jako nanonosičů léčiv
Staňková, Petra ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Paraskevopoulos, Georgios (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické technologie Školitel: PharmDr. Ondřej Holas, PhD. Posluchač: Petra Staňková Název diplomové práce: Farmaceutické aplikace polyesterů jako nanonosičů léčiv Nanočástice jsou v současné době intenzivně studovaným a perspektivním typem lékové formy, jejíž potenciál spočívá především v možnosti cílené distribuce a řízeného uvolňování léčiva. Teoretická část práce se věnuje jednotlivým druhům nanočástic a syntetickým biodegradabilním polymerům odvozených od α-hydroxykyselin (PLA, PGA, PLGA). Velký důraz je kladen na metody přípravy nanočástic, a to jak z již předem připravených polymerů, tak z přímo polymerizovaných monomerů. V dalších kapitolách se práce zabývá modifikací povrchu částicových systémů a praktickým využitím nanomedicíny ve zdravotnictví. V experimentální části je zkoumán vliv různých derivátů PLGA a jejich navážky na velikost, polydisperzitu, zeta potenciál nanočástic a enkapsulační efektivitu rhodaminu B. Nanočástice byly připraveny nanoprecipitační metodou nebo metodou odpařování rozpouštědla. Měření velikosti nanočástic a zeta potenciálu bylo zajištěno přístrojem Zetasizer ZS 90. Bylo prokázáno, že pro tvorbu nanočástic je nejvhodnější navážka polymeru 25 mg, vzorky s touto navážkou vykazují vysokou míru...
|
|
|
Příprava polymerních farmaceutických nanočástic: optimalizace procesu
Bárta, Michal ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Vraníková, Barbora (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutické technologie Školitel: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Posluchač: Michal Bárta Název diplomové práce: Příprava farmaceutických nanočástic: optimalizece procesu Farmaceutické, polymerní nanočástice fungují mimo jiné jako nosiče léčiv. Unikátní jsou nejen díky subcelulární velikosti, ale také protože jsou biodegradabilní a biokompatibilní. Výhodou je možnost připravy selektivních částic, které jsou schopny kontrolovaně a dlouhodobě uvolňovat léčivo. K tvorbě polymerních nanočástic se používají metody přípravy z hotových polymerů nebo polymerací z monomerů. Cílem této práce byla optimalizace procesu tvorby polymerních nanočástic a studování vlivu použitého rozpouštědla. Využívalo se metody odpařování rozpouštědla a nanoprecipitace. Sledovanými parametry byla velikost výsledných částic, jejich polydisperzita a zeta potenciál. Granulometrické a elektrické vlastnosti částic byly měřeny na přístroji Zetasizer ZS 90. Měření dokázalo, že pro přípravu malých nanočástic s nízkou polydisperzitou a dostatečnou stabilitou je vhodnější použít metodu nanoprecipitace. Z výsledků granulometrické analýzy nanočástic připravených metodou odpařování je zjevné, že menší částice poskytují převážně větvené polymery . Jako nejlepší rozpouštědlo se...
|
|
|
Formulation and testing of siRNA-loaded branched polyesters nanoparticles
Medviďová, Simona ; Dittrich, Milan (vedoucí práce) ; Šnejdrová, Eva (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutickej technológie Školiteľ: doc. RNDr. Milan Dittrich, CSc. Študent: Simona Medviďová Názov diplomovej práce: Formulácia a testovanie nanočastíc z vetvených polyesterov s siRNA S napredujúcim trendom vývoja rastú súčasne kladené požiadavky na nové, efektívnejšie formulácie v oblasti vývoja liekových systémov. Zameranie tejto diplomovej práce je tak upriamené na formuláciu nanočastíc z biodegradovateľných vetvených polyesterov na báze PLGA, vhodných k transportu oligoméru malej interferujúcej nukleovej kyseliny - siRNA. Teoretická časť je zameraná na charakteristiku využiteľných polymérov, ich možné modifikácie, metódy prípravy s rozsiahlejším upriamením na použitú nanoprecipitačnú metódu, opisuje dôležité parametre ako veľkosť, zeta potenciál a polydisperzitu. Hlavnou súčasťou je taktiež charakterizácia siRNA z hľadiska štruktúry, vlastností, modifikácií a funkcie. Rozsiahlejšou je časť experimentálna, ktorá sa zaoberá vhodným výberom typu a koncentrácie polyesteru i stabilizátora, metódami prípravy, charakterizácie nanočastíc a možnosťou analýzy siRNA v nich enkapsulovaného. V kapitolách výsledky a diskusia boli porovnávané použité polyestery vetvené na tripentaerythritole a na kyseline polyakrylovej v rôznych...
|
|
|
Biodegradable polymeric nanoparticles preparation
Bacskaiová, Silvia ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Dittrich, Milan (oponent)
Univerzita Karlova v Prahe, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutická technológia Školiteľ: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Poslucháč: Silvia Bacskaiová Názov diplomovej práce: Príprava biodegradovateľných polymérnych nanočastíc Súčasný vedecký pokrok významnou mierou prispieva aj k rozvoju nanomedicíny, ktorá sa snaží o zefektívnenie farmakoterapie rakoviny a iných vážnych ochorení. Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je štúdium vplyvov povrchovo aktívnych látok na výsledné vlastnosti nanočastíc. Teoretická časť je zameraná na nanočastice ako nosiče liečiv, na prípravu biodegradovateľných nanočastíc, ich využitie pri liečbe rakoviny, ochorení sprevádzaných zápalmi, vakcinácii a aj na iné účely. Hlavnou súčasťou je tiež charakterizovanie aktívnej a pasívnej cielenej distribúcie liečiv, mikroenkapsulácie, prípravy nanočastíc polymerizáciou a z vopred pripravených polymérov. Definujú sa fyzikálno-chemické vlastnosti nanočastíc: veľkosť, zeta potenciál. Experimentálna časť je rozsiahlejšia a zaoberá sa optimalizáciou prípravy nanočastíc, výberom vhodnej koncentrácie a typu surfaktantu pri ich príprave. Pri experimentálnej časti bolo použitých päť rôznych typov surfaktantov a to v troch koncentráciách. Súčasťou experimentálnej časti sú tabuľky a grafy porovnávajúce vplyv jednotlivých...
|
host ::
RSS.