|
|
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.
|
|
|
Blue-light crosslinked hydrogels from modified natural gum for medical applications
Waclawiková, Petra ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
ABSTRAKT Cíle prezentované diplomové práce se zaměřují na modifikaci přírodní pryskyřice a násedné zesítění modrým nebo ultrafialovým světlem, za účelem vyvinutí sprejovatelného hydrogelu aplikovatelného pro řízené hojení ran. Teoretická část práce se zabývá přípravou hydrogelů, zejména fotopolymerací, a možnostmi použití různých světelných zdrojů pro síťování. S tím souvisí také přehled fotoiniciátorů vhodných pro přípravu hydrogelů na vodní bázi. Dále uvádí příklady funkcionalizace, za účelem zavedení fotosenzitivní funkční skupiny do struktury polymeru, zejména methakrylace. Experimentální část předložené práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelů složených jak ze syntetického, tak přírodního polymeru. Výchozí látkou byl zvolen přírodní polysacharid Gum Karaya (GK), který byl modifikován syntetickým esterem glycidyl methakrylátem. Pro aktivaci navázané dvojné vazby, byl zvolen biokompatibilní, ve vodě rozpustný fotoiniciátor Li-TPO. Methakrylace sacharidu gum Karaya byla charakterizována dvěma spektroskopickými technikami. Metoda zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) byla použita ke stanovení změn v chemické struktuře a k ověření přítomnosti dvojné vazby. Dále byla použita Ramanova spektroskopie jako doplněk ATR-FTIR metody. K vyhodnocení optických vlastností vzorků před a po světelném síťování byla použita UV-Vis spektrofotometrie. Aplikační vlastnosti syntetizovaného polysacharidu a připravených hydrogelů byly testovány pomocí metody botnání a sprejovatelnost byla ověřena reeologií. Z výsledků měření vyplývá, že methakrylace byla úspěšná a podařilo se zavést do struktury polysacharidu Gum Karaya dvojné vazby. Díky jejich přítomnosti bylo možné po přídavku fotoiniciátoru vytvořit světlem zesítěný hydrogel.
|
|
| |
|
|
The effect of biopolymers on adhesive and rheological properties of calcium phosphate bone cements
Scholz, David ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Tato práce se zabývá kostním cementem složeného z fosforečnanu vápenatého a termosenzitivního kopolymeru. Hlavním cílem bylo vylepšení zejména adhezivních vlastností cementu přídavkem polysacharidu. Teoretická část práce se zabývá charakterizací kostních cementů a jejich aplikací. Dále také popisem polymerních aditiv přidávaných do kostních cementů se zaměřením hlavně na polysacharidy. V praktické části byly připravené cementy charakterizovány pomocí reologie, práškové rentgenové difrakce a statických zkoušek mechanických vlastností na samotném vytvrzeném cementu a slepených kostí. Reologie byla použita na měření rychlosti tvrdnutí cementu v závislosti na čase a teplotě. Dále byla taky reologie zamýšlena pro měření adhezivních vlastností roztoků kopolymeru, ale toto nebylo možné z důvodu nereprodukovatelných výsledků způsobené nehomogenitou roztoků kopolymeru s polysacharidem. Prášková rentgenová difrakce byla použita pro změření vlivu polysacharidu na konverzi fosforečnanu vápenatého na kalcium deficientní hydroxyapatit. Bylo zjištěno, že polysacharid významně neovlivňuje konverzi fosforečnanu vápenatého. Statické zkoušky mechanických vlastností byly použity pro změření maximální pevnosti v tlaku pro samotné vytvrzené cementové vzorky a také pro změření adheze slepených vzorků kostí. Vytvrzené vzorky s nízkou koncentrací polysacharidu vykazovaly vyšší pevnost v tlaku oproti kontrolním vzorkům. Při zkouškách kostí nebylo dosaženo průkazných výsledků z důvodu náročnosti měření. Jedná se zejména o přípravu vzorků kostí a jejich následné lepení kostním cementem.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Influence of antibacterial enzymes on preparation and properties of phosphate cements
Přečková, Barbora ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předmětem této bakalářské práce je příprava kostního cementu z fosforečnanu vápenatého modifikovaného antibakteriálním enzymem pro účinnou a bezpečnou léčbu zánětu kosti (osteomyelitidy) v porovnání s léčbou antibiotiky. Teoretická část této bakalářské práce poskytuje informace o struktuře kostí, osteomyelitidě a léčbě osteomyelitidy různými typy antibakteriálních kostních cementů, především cementy na bázi fosforečnanu vápenatého. Experimentální část se zabývá optimalizací při přípravě vzorků, popisem použitých metod a charakteristikou kinetiky uvolňování enzymu z vytvrzeného cementu. Pro lepší pochopení mechanismu uvolňování enzymu z cementu byly připraveny a vyhodnoceny i modelové vzorky fosfátového cementu s enzymy i proteiny. Antibakteriální vlastnosti vzorků byly testovány použitím diskové, diluční a plotnové metody, což vedlo k výsledkům pozitivního inhibičního účinku antibakteriálního enzymu na grampozitivní bakterie (G+) kmenů Staphylococcus aureus a methicillin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA), ale zanedbatelnému účinku na gramnegativní bakterii (G-) Escherichia coli. V následující práci bude zhodnocena in vitro biologická kompabilita cementů obsahující enzym.
|
|
|
Effect of enzymes on the degradation of thermosensitive copolymers for controlled release of drugs
Dávidíková, Anna Mária ; Michlovská, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Termocitlivé hydrogély, ktoré sa používajú ako nosiče liečiv v dnešnej dobe zažívajú obrovský záujem v spoločnosti. Používajú sa ako spôsob dopravy liečiva na predom určené miesto a po dosiahnutí určeného miesta slúžia ako dlhodobé úložisko liečiv v tele. Vlastnosti hydrogélov môžu byť upravované tak, aby dokázali naviazať rôzne druhy liečiv, aby boli citlivé na rôzne vonkajšie impulzy a aby degradovali pomalšie, čo predĺži životnosť liečiv v tele. Aby sme vedeli, ako upraviť vlastnosti hydrogélov a ako sa budú správať, musíme poznať ich degradačný proces a chovanie v rôznych degradačných médiách. Práve preto sú degradačné štúdie veľmi dôležitou súčasťou štúdií hydrogélov. Táto bakalárska práca je zameraná na sledovanie degradácie rôznych roztokov termocitlivého hydrogélu vo viacerých degradačných médiách. Teoretická časť práce zahrňuje krátky prehľad o tom, čo sú to termocitlivé hydrogély, ich charakterizácia a popis vlastností spolu s použitím hydrogélov ako nosičov liečiv. Ďalej sa teoretická časť venuje degradácií hydrogélov celkovo ako aj degradácií konkrétne použitého hydrogélu v tejto bakalárskej práci. V prvom rade bol syntetizovaný živou polymeráciou za otváraním kruhu v inertnej atmosfére termocitlivý PLGA-PEG-PLGA kopolymér, tvorený poly(mliečnou-co-glykolovou kyselinou)-b-poly(ethylen glykolom)-b-poly(mliečnou-co-glykolovou kyselinou). Následne bol kopolymér charakterizovaný na protónovej nukleárnej magnetickej rezonancii a na gélovej chromatografii. Z nasyntetizovaného kopolyméru boli pripravené tri vodné roztoky hydrogélu o rôznych koncentráciách a to 10, 15 a 20 hm %. Vzorky pripravených hydrogélov za teploty 37 , boli degradované v rôznych degradačných roztokoch (UPW (ultra čistá voda), NaCl, PBS (fosfátový pufr) a roztok PBS s enzýmom). Degradačná štúdia bola hlavným cieľom tejto bakalárskej práce. Jednotlivé vzorky boli odobrané v konkrétne stanovené časy a to po 1, 2, 3, 7, 9, 14, 16, 21, 23 a 30 dňoch. Pri vzorkách s enzýmom bola predpokladaná rýchlejšia degradácia vzoriek, tak tieto odbery boli nastavené po 1, 2 a 3 dňoch. Ďalším cieľom tejto práce bola analýza odobraných vzoriek hydrogélov po degradácií na gélovej chromatografii a analýza degradačných médií na kvapalinovej chromatografií s hmotnostným spektrometrom. Počas degradácie vzoriek bola prevedená taktiež gravimetrická analýza a pri odoberaní degradačných roztokov bolo merané ich pH. Následne boli všetky získané dáta vyhodnotené a bolo sledované, či enzým urýchľuje PLGA-PEG-PLGA hydrolytickú degradačnú kinetiku. Výsledky poukazujú na to, že enzým má nízky vplyv na rýchlosť degradácie. Výsledky tejto práce poslúžia ako základy pre budúce degradačné štúdie.
|
|
|
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.
|
|
|
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).
|
guest ::
