|
|
Effect of body fluids on setting, structure and mechanical properties of phosphate bone cements
Bednaříková, Vendula ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací vzorků z kompozitního kostního cementu na bázi fosforečnanu vápenatého (CPC). V teoretické části jsou popsány vlastnosti a struktura fosforečnanů vápenatých, včetně jejich interakce s tělním prostředím. Experimentální část nejdříve popisuje stanovení optimální techniky přípravy vzorků pomocí experimentů prováděných v ultračisté vodě. Optimální technika pro vytvrzování zahrnuje použití formy z paměťové pěny, ukončení vytvrzovacích reakcí pomocí absolutního chladného etanolu a sušení vzorků ve vakuové sušárně. Následně je v práci popsána příprava vzorků a proces vytvrzování CPC jak v přirozeném (prasečí krev), tak v prostředí simulovaných tělních tekutin (fyziologický roztok, Hankův a Ringerův roztok). Byla provedena morfologická studie pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) pro vzorky vytvrzené 1 den, 1 týden, 2 týdny a 1 měsíc kvůli očekávané významné změně v jejich krystalické struktuře, která byla taktéž zkoumána pomocí rentgenové difrakce (XRD), stanovující přeměnu -fosforečnanu vápenatého na kalcium deficitní hydroxyapatit (CDHA). Porozita vzorků byla zkoumána rentgenovou mikrotomografií (-CT) a vzorky vytvrzené v krvi vykazovaly mírně vyšší porozitu. Mechanické vlastnosti CPC vzorků byly zkoumány pomocí mechanických kompresních testů. Výsledky testů ukázaly stabilní pevnost cementových vzorků vytvrzených ve fyziologickém roztoku už po jednom dni vytvrzování, zatímco vzorky vytvrzené v krvi vykazovaly nárůst pevností dokonce i po jednom měsíci vytvrzování. Naopak pevnost vzorků vytvrzených jak v Hankově, tak v Ringerově roztoku rychle klesla po 2 týdnech vytvrzování pravděpodobně důsledkem mírně kyselého pH vytvrzovacích roztoků, které urychluje rozpad CPC vzorků. Výsledky práce ukazují významný vliv vytvrzovacích prostředí na vlastnosti CPC kostních cementů. Vzorky vytvrzené v krvi oproti vzorkům vytvrzených v umělé tělní plazmě vykázaly lepší vlastnosti, protože krev imituje in vivo podmínky.
|
|
|
Synthesis and Characterization of Multifunctionalized Biodegradable Copolymers
Michlovská, Lenka ; Petrůj, Jaroslav (referee) ; Lehocký,, Marián (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená disertační práce shrnuje současné poznatky v oblasti termosenzitivních biodegradabilních kopolymerů, které ve formě vodného solu gelují při teplotě lidského těla. Tyto polymerní materiály jsou použitelné v medicíně pro injekční aplikace jako nosiče léčiv či resorbovatelné implantáty pro regeneraci tkání. V experimentální práci byly pomocí vakuové linky syntetizovány termosenzitivní amfifilní triblokové kopolymery na bázi biodegradabilního hydrofobního polylaktidu a polyglykolidu a biokompatibilního hydrofilního polyethylenglykolu (PLGA–PEG–PLGA). Připravený PLGA–PEG–PLGA kopolymer se dvěma fázovými přechody sol-gel a gel-suspenze byl následně modifikován anhydridem kyseliny itakonové. Výsledný funkcionalizovaný ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA kopolymer obsahuje na koncích řetězců reaktivní dvojné vazby vhodné k další polymeraci či síťování a karboxylové skupiny pro případné modifikace biologicky aktivními látkami. Fyzikální i chemické síťování bylo dále sledováno jak z hlediska poměrů hydrofilního a hydrofobního řetězce, tak i z hlediska množství navázané kyseliny itakonové. Vodné roztoky syntetizovaného ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA kopolymeru gelují v rozmezí teplot 33 - 43 °C. Kritická gelační koncentrace byla 6 % a kritická gelační teplota 34 °C pro kopolymer s poměrem PLGA/PEG = 2,5. Čím je kopolymer více hydrofobní, tím geluje dříve a je více hydrolyticky stabilní. Tuhost gelu stoupá se zvyšujícím se poměrem PLGA/PEG a je závislá na typu rozpouštědla použitého při přečišťování kopolymeru. Připravené ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA makomonomerů byly síťovány pomocí modrého světla bez dalšího síťovadla. Hydrolytická stabilita vzorků modifikovaných pomocí ITA se výrazně zlepšila a zvýšila v přímé úměře jak s rostoucí dobou síťování, tak s množstvím dvojných vazeb na koncích řetězců. Vzorek s 63 mol% ITA síťovaný 40 minut ve vodě zcela zdegradoval po 32 dnech. Protonovou NMR relaxometrií bylo zjištěno, že když vzorek ve vodě nabotnal (po cca 12 hodinách), množství nevázané vody se začalo snižovat a postupně difundovat do kavit na povrchu vzorku a pomalu se měnit na slabě a pevně vázanou vodu na polymerní řetězce. Nicméně, termální stabilita chemicky síťovaných vzorků vzrůstala pouze do 20 minut síťování. Pomocí ATR-FTIR bylo prokázáno, že se přibližně 57 % dvojných vazeb kyseliny itakonové (při vlnové délce 1640 cm-1) přeměnilo na nové jednoduché RR'C-CHR'' vazby při vlnové délce 795 cm-1. Delší čas síťování (nad 30 minut) vedl ke změnám v chemické struktuře pomocí beta-štěpení řetězců a částečné rekombinaci dvojných vazeb. Díky vzniku nových dvojných vazeb v jiných částech řetězce se snížila termální stabilita z 242 °C na 237° C a teplota skelného přechodu z -2,2 na -5.8 °C. Předložená práce popisuje, jak složení polymeru, modifikace funkčními skupinami a fyzikální podmínky ovlivňují fyzikální a chemické síťování připravených amfifilních kopolymerů. Kontrola hydrolytické a termální stability hydrogelů je zapotřebí zejména při uvolňování léčiv a regeneraci tkání.
|
|
|
Functionalization of biodegradable polymers by itaconic anhydride
Michlovská, Lenka ; Hermanová, Soňa (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou biodegradabilního termosenzitivního triblokového kopolymeru na bázi polyethylenglykolu, kyseliny polymléčné a polyglykolové (PLGA-PEG-PLGA) a dále pak především jeho modifikací anhydridem kyseliny itakonové (ITA), který dodá kopolymeru jak reaktivní dvojné vazby tak i funkční karboxylové skupiny důležité pro reakci s biologicky aktivními látkami. Hlavním cílem bylo optimalizovat reakční podmínky pro dosažení nejvyššího stupně navázání ITA na polymer za vzniku ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA. Uvedený kopolymer je po vytvoření heterogenního kompozitu např. s hydroxyapatitem vhodný pro biomedicíncké aplikace především v oblasti tkáňového inženýrství jako dočasná náhrada či fixace tvrdých tkání (kostí). V teoretické části uvedené práce jsou na základě literární rešerše obecně popsány hydrogely, jejich rozdělení, síťování a degradace. Stručně jsou rozepsány fyzikální a chemické vlastnosti a syntéza jednotlivých biomateriálů použitých při syntéze, anhydridu kyseliny itakonové a jejich kopolymerů. Experimentální část popisuje detailně syntézu PLGA-PEG-PLGA kopolymeru polymerací za otevření kruhu pomocí vakuové linky a Schlenkových technik. Byla sledována i kinetika polymerace s navržením nejvhodnějších podmínek syntézy. Uvedený kopolymer byl následně modifikován anhydridem kyseliny itakonové opět katalytickou reakcí za otevření kruhu. V důsledku optimalizace reakčních podmínek byl sledován vliv teploty, rozpouštědla, času a čistoty vstupních látek. Výsledný ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA kopolymer byl charakterizován pomocí 1H NMR, FT-IR a GPC metody. Byly sledovány kinetiky polymerace PLGA-PEG-PLGA kopolymeru a to z přesublimované a nepřesublimované kyseliny polymléčné a polyglykolové. V obou případech probíhala kinetika reakcí bez přítomnosti rozpouštědla při 130 °C po dobu 3 hodin s konverzí asi 90 %. Delší čas neměl vliv na růst konverze. U kinetiky z nepřesublimovaných monomerů byl sledován během několika prvních minut prudký nárůst konverze a pak již byl průběh konstantní, na čase nezávislý. Výsledná polydisperzita kopolymeru byla 1,26 a molekulová hmotnost 7155 g/mol. Optimálních podmínek bylo dosaženo u polymerace z přesublimovaných monomerů, kdy byl nárůst konverze do hodnoty 88 % získané během 2,5 hodin téměř lineární (polymerace byla živá) a poté byl progres konstantní. Byl získán přesně definovaný PLGA-PEG-PLGA kopolymer o molekulové hmotnosti 7198 g/mol a polydisperzitě 1,20. Nejlepších podmínek při syntéze ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA kopolymeru bylo dosaženo reakcí bez přítomnosti rozpouštědla při 110 °C po dobu 1,5 hodiny s přesublimovaným anhydridem kyseliny itakonové, kdy bylo na původní kopolymer navázáno 76.6 mol. %. Výsledná molekulová hmotnost kopolymeru (5881 g/mol) s polydisperzitou 1,37 stanovená pomocí GPC se shodovala s vypočítanou molekulovou hmotností z 1H NMR i s teoretickou molární hmotností (Mn(teor)/Mn(GPC)/Mn(NMR) = 1/0,89/0,96).
|
|
|
Valuation of a Company
Opluštilová, Lucie ; Michlovská, Lenka (referee) ; Zinecker, Marek (advisor)
The aim of this thesis is to define the subjective value of stock company VINSELEKT MICHLOVSKÝ by using selected yield methods of valuation. Valuation will be made to 1. January 2011 and will be used for internal needs of management. The theoretical part explains the main concepts and describes the methodological approaches, related to the valuation of the company. Theoretical basis of literature search are developed and applied to specific business entity in the next section. The practical part is introducing the evaluated company, includes the results of the strategic and financial analysis and in the final stage also the suggestion of valuation.
|
|
|
Crosslinking of thermosensitive functionalized copolymers by blue light
Křivánková, Nikola ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Cílem mé bakalářské práce byla příprava hydrogelu s hybridní sítí pouze z jednoho typu biodegradovatelného kopolymeru. Nový degradabilní hydrogel, obsahující jak fyzikální interakce (vznikající při fyziologické teplotě 37 °C), tak i chemické vazby iniciované modrým světlem by mohl být využit jako resorbovatelný kryt ran nebo jako injektovatelný nosič s postupným a velice dobře řízeným uvolňováním léčiv. Termocitlivý PLGA–PEG–PLGA kopolymer syntetizovaný živou polymerací za otevření kruhu byl následně funkcionalizován anhydridem kyseliny itakonové za vzniku ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA makromonomeru citlivého jak na světlo, tak i na změnu teploty. Při teplotě 37 °C tvoří kopolymer díky hydrofobním interakcím micelární síť. Dvojné vazby kyseliny itakonové, která je navázaná na koncích kopolymerního řetězce, umožňují fotochemické zesítění micel a zvýšení tak hydrolytické stability hydrogelu. Syntetizované kopolymery byly charakterizované metodami GPC a 1H NMR. Vznik fyzikální sítě při fyziologické teplotě byl potvrzen reologickou analýzou. Fyzikálně zesítěný ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA hydrogel byl následně, v přítomnosti hydrofilního fotoiniciátoru LiTPO, ozářen modrým světlem (o vlnové délce 430–490 nm) a chemicky charakterizován pomocí ATR-FTIR. Vzniklý hydrogel byl transparentní, ohebný, absorboval až 1176 % vody a ve fyziologickém roztoku při 37 °C byl stabilní 20 dní. ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA hydrogel s hybridní sítí byl rovněž připraven v přítomnosti síťovadla, které výrazně snížilo dobu potřebnou na zesítění hydrogelu, nicméně další analýzy jsou potřeba k podrobnějšímu pochopení principů nových typů hydrogelů.
|
|
|
Rheological properties of modified polymer-composite bone pastes
Hlináková, Kristýna ; Vojtová, Lucy (referee) ; Michlovská, Lenka (advisor)
Předložená diplomová práce je zaměřená na studium viscoelastického chování kostních past na bázi fosforečnanu vápenatého a vodného roztoku termosenzitivního triblokového kopolymeru, zlepšujícího tokové vlastnosti pasty. V teoretické části je zpracována stručná charakteristika cementů na bázi fosforečnanu vápenatého. Rovněž se zabývá charakteristikou reologických vlastností injektabilních kostních past. Součástí je také stručný přehled aditiv ovlivňujících právě reologické a mechanické vlastnosti past. Experimentální část je zaměřena na charakterizaci triblokového kopolymeru pomocí nukleární magnetické rezonanční spektroskopie a reologie. Dále byly připravovány modifikované fosfátové cementy, u kterých byly posléze studovány viskoelastické vlastnosti. Kostní pasta byla modifikována přídavkem adhezivních sloučenin (dopamin a jodičnan sodný) a antibakteriálním činidlem (selenové nanočástice). Analýza viskoelastických vlastností byla provedena reologickou analýzou, během níž byl primárně sledován proces vytvrzování a tixotropní chování jak nemodifikovaných, tak modifikovaných fosfátových past. Proces vytvrzování probíhal při teplotě 23 °C a 37 °C, imitující fyziologické prostředí. Morfologie fosfátové keramiky byla charakterizována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a velikost částic byla zjištěna pomocí laserového analyzátoru částic. Bylo prokázáno, že výše zmíněná aditiva mají pozitivní vliv na kinetiku procesu vytvrzování kostních past. Selenové nanočástice navíc vylepšily tixotropní chování polymer-fosfátových past. Z tohoto důvodu jsou tyto nové injektabilní kompozitní pasty vhodné pro miniinvazivní chirurgii. Díky aditivům, vykazujících adhezivní vlastnosti, mají potenciál uplatnit se při léčbě zlomenin. Stejně tak se nabízí možnost využít pasty při léčbě osteomyelitidy, a to díky možnému uvolňování antibakteriálních nanočástic.
|
|
|
Modification of thermosensitive copolymer with bioactive substances for medical applications
Debnárová, Simona ; Vojtová, Lucy (referee) ; Michlovská, Lenka (advisor)
Biodegradabilné syntetické polyméry nesú vlastnosti, ktoré ich zvýhodňujú oproti iným materiálom používaným na poli regeneratívnej medicíny a tkanivového inžinierstva. Najdôležitejšie výhody zahŕňajú schopnosť prispôsobovať mechanické a chemické vlastnosti aj kinetiku degradácie. Obzvlášť polyestery sú zaujímavé z pohľadu na ich biodegradáciu. Podliehajú hydrolýze, počas ktorej dochádza k štiepeniu esterových väzieb a degradačné produkty sú metabolizované bez akýchkoľvek škodlivých účinkov. Diplomová práca je zameraná na syntetické biodegradabilné triblokové kopolyméry PLGA-PEG-PLGA s obsahom kyseliny polymliečnej (PLA), kyseliny polyglykolovej (PGA) a polyetylénglykolu (PEG), ktoré patria do skupiny biodegradabilných polyesterov. Obsah hydrofilnej a hydrofóbnej zložky polymérneho reťazca spôsobuje amfifilný charakter kopolyméru. Pripravené triblokové kopolyméry sú schopné tvoriť hydrogél pomocou fyzikálneho sieťovania v dôsledku ich amfifilného charakteru. Tieto materiály zaznamenali významný záujem vo vedeckej oblasti. Teoretická časť diplomovej práce všeobecne popisuje hydrogély, bližšie sa venuje fyzikálnemu sieťovaniu amfifilných blokových kopolymérov a mechanizmom degradácie. Podrobný popis triblokového kopolyméru PLGA-PEG-PLGA je rozdelený na PLGA kopolyméry, PEG a ich fyzikálno-chemické vlastnosti. Zahrnuté sú aj poznatky o chemickej funkcionalizácii anhydridom kyseliny jantárovej, anhydridom kyseliny itakonovej a kyselinou listovou. Dopamín je prezentovaný ako spájací faktor a spomenuté sú taktiež najdôležitejšie bioaktívne látky. Experimentálna časť sa zaoberá konkrétnymi metódami syntézy, ktoré viedli k funkcionalizácii a modifikácii triblokových kopolymérov PLGA-PEG-PLGA. Funkcionalizáciou anhydridom kyseliny itakonovej bol získaný kopolymér s oboma koncami obohatenými o reaktívne dvojité väzby a karboxylové funkčné skupiny. Dvojité väzby umožňujú chemické sieťovanie a koncové karboxylové skupiny ponúkajú možnosť modifikácie kopolyméru biologicky aktívnymi látkami. Modifikácia bioaktívnymi látkami L-lyzínom a butylamínom obohacuje polymérnu sieť a dopamín v roli spojovacieho faktoru poskytuje univerzálnosť v naväzovaní bioaktívnych látok, stabilizuje ich a zabezpečuje zachovanie biologickej aktivity naviazaných bioaktívnych látok predĺžením reťazca. Výsledné produkty boli charakterizované pomocou 1H NMR, FTIR a DRA analýz. Funkcionalizácia anhydridom kyseliny itakonovej bola prevádzaná v tavenine. Podarilo sa dosiahnuť vyššieho množstva naviazanej kyseliny itakovovej s hodnotou 79,4 mol % a následné modifikácie boli prevádzané vo vodnom roztoku, organickom roztoku a taktiež v tavenine. Bolo zistené, že najefektívnejšia metóda modifikácie bola syntéza v organickom roztoku s rozpúšťadlom N,N-dimetylformamidom a aktivačným systémom dicyklohexylkarbodiimid/4-(dimetylamino)pyridínom. Najvyššie množstvo naviazaného dopamínu bolo 18,6 mol %, najvyššie množstvo naviazaného butylamínu bolo 7,8 mol % a L-lyzín sa naviazať nepodarilo.
|
|
|
The effect of biologicaly active substances on the structure and properties of collagenous substrates
Muchová, Johana ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Diplomová práce se zabývá přípravou 3D porézních kolagenových skafoldů metodou lyofilizace a jejich modifikací bioaktivními látkami. K modifikaci byly použity přírodní polysacharidy – chitosan, vápenatá oxidovaná celulóza a chitin/chitosan-glukanový komplex. Mechanické vlastnosti skafoldů byly upraveny síťováním pomocí karbodiimidů. Růstové faktory byly dodány formou destičkového lyzátu. Byl zkoumán vliv biologicky aktivních aditiv, siťovacího činidla a obohacení růstovými faktory na vlastnosti připravených skaffoldů a jejich bioaktivitu v tkáních živých organismů. Konkrétně byly studovány morfologické vlastnosti, struktura, porozita, botnání, stabilita, chemické složení, teplota denaturace a biologické vlastnosti. K charakterizaci byly použity metody rastrovací elektronová mikroskopie, infračervená spektroskopie, diferenční kompenzační kalorimetrie a konfokální mikroskop. Připravené kolagenové substráty obohaceny bioaktivním aditivem a destičkovým lyzátem mohou být využity v biomedicíně jako skafoldy pro růst buněk v systémech s nízkou mechanickou zátěží.
|
|
|
Optimization of antibacterial properties of polymer-phosphate bone fillers
Grézlová, Veronika ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Tato diplomová práce je zaměřená na přípravu polymer-fosfátových kostních cementů. Cílem je optimalizovat antibakteriální vlastnosti daného cementu přídavkem selenových nanočástic (SeNPs). V teoretické části práce je popsána charakteristika kosti, vlastnosti fosforečnanu vápenatého (TCP) a jeho polymorfů, použití kostního cementu a antibakteriálních nanočástic v medicíně. Experimentální část se věnuje přípravě vzorků, popisu metod a vyhodnocení vlivu SeNPs na vytvrzování kostního cementu, morfologii, krystalinitu, mechanické, reologické a antibakteriální vlastnosti. Výsledkem je zvýšení injektovatelnosti cementu a zrychlení jeho vytvrzování včetně pozitivního vlivu na mechanické vlastnosti. Antibakteriální vlastnosti vzorků byly testovány použitím diskové i diluční metody, což vedlo k pozitivnímu inhibičnímu účinku SeNP na grampozitivních bakteriích (G+), zejména Staphylococcus aureus a methicillin rezistentní Staphylococcus aureus. Kvantitativní uvolňování SeNP z modifikovaného kostního polymer-fosfátového cementu umožňuje jeho použití jako antibakteriální kostní výplně (například pro léčbu zánětu kostí).
|
|
|
Catecholamine modified polymer-composite bone cement: preparation, characterization and in-vitro evaluation
Raszková, Alena ; Vojtová, Lucy (referee) ; Michlovská, Lenka (advisor)
Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu, charakterizaci a in-vitro hodnocení cytotoxicity katecholaminem modifikovaných fosfátových cementů. Teoretická část práce se zabývá charakteristikou cementů na bázi fosforečnanu vápenatého a jejich materiálových vlastností. Obsahuje také přehled aditiv používaných pro modifikaci cementů za účelem zlepšit jak jejich chemofyzikální, tak biologické vlastnosti. Rovněž je zde diskutováno, dnes stále častější, využití katecholaminu v tkáňovém inženýrství. První část experimentální práce se zaměřuje zejména na samotnou optimalizaci přípravy a charakterizaci katecholaminem modifikovaný fosfátový cement. Kinetika fázového složení byla hodnocena pomocí rentgenové difrakční analýzy a chemické složení pomocí infračervené spektroskopie. Druhá část práce je poté zaměřena na optimalizaci a hodnocení in-vitro cytotoxicity modifikovaného cementu. V závěru bylo zjištěno, že modifikace katecholaminem zrychluje míru konverze cementu během vytvrzování. U takto připravených vzorků byl stupeň konverze vypočten na 93 % po 3 dnech vytvrzování, zatímco u nemodifikovaných vzorků dosahoval ve stejný čas pouze 79 %. Pro in-vitro testování byla navržena nová metoda přípravy vzorků. Vzhledem k výsledkům testování je nutná další optimalizace této nové metody a podmínek testů. Díky svým atraktivním vlastnostem se katecholaminem modifikovaný fosfátový cement zdá být zajímavým materiálem pro regeneraci kostí.
|
guest ::
