|
|
Correlation between the onset of beadless character of nanofibrous webs and rheological characteristics of electrospun polymer solutions
Zelenková, Jana ; Peer, Petra ; Filip, Petr
An overwhelming majority of applications of nanofibrous webs requires sufficiently smooth character of nanofibres surface. This character is apart other parameters strongly influenced by a concentration of chosen polymeric material in the solvents. Qualitative attributes roughly depend on the prepared concentration, specifically whether it belongs to one of the four basic regions: dilute, semidilute unentangled, semidilute entangled and concentrated. A concentration separating the latter two regions is often taken as a zero-th approximation indicating an onset of beadless nanofibrous webs. The present contribution uses as a more precise indicator behaviour of so-called phase angle relating viscous and elastic moduli, in other words mutual participation of viscous and elastic components. To this aim three frequently used polymers were used: copolymer of poly(vinylidene fluoride) and hexafluoropropylene (PVDF-co-HFP), poly(ethylene oxide) (PEO) and poly(vinyl butyral) (PVB). For materials exhibiting first a constant behaviour or moderate decrease in a phase angle for lower concentrations, an approximation of the starting concentration is given by a concentration value where a phase angle curve starts to decrease, apparently reflecting a more progressive viscoelastic nature. As shown, such approximation provides relatively very good approximation enabling to eliminate a traditional trial-and-error method.
|
|
|
Polysaccharide gels in medical applications
Svitačová, Denisa ; Kadlec, Martin (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the performance of hydrogels containing polysaccharides, their characterization and reproducibility of the preparation of these gels, which is described in the literature. Based on the research, suitable polysaccharides, namely guar and gellan gum, were selected. Subsequently, an article was selected, the procedure of which was reproduced. Calcium chloride was used as a crosslink agent in the mixture of guar gum and gellan solution. Problems appear in the reproducibility of the article which did not allow the exact repetition of the hydrogel preparation procedure described in the article. Based on the findings, an optimized range of mixtures with various other gelling agents was developed. The individual prepared materials were suitably characterized by rheological tests. Specifically, amplitude tests, the results of which proved the formation of a three-dimensional network in their structure, and thus the formation of hydrogels. Frequency tests were used to determine their mechanical properties.
|
|
|
Transportní charakteristiky gellanových hydrogelů
Sokolínský, Jan ; Sedláček, Petr (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Náplní této bakalářské práce je charakterizace mechanických a transportních vlastností hydrogelových systémů na bázi gellanu. Jelikož je gellan polymer přírodního původu, jsou hydrogely na jeho bázi vhodným kandidátem pro využití ve farmaceutickém průmyslu a medicínských aplikacích. Charakterizace mechanických vlastností byla realizována pomocí reologické analýzy a sušících vah, transportní vlastnosti byly charakterizovány pomocí difuzních experimentů v kombinaci s detekcí pomocí UV–VIS spektrometrie. Výsledkem této práce je porovnání a komentář naměřených dat, za účelem poskytnutí uceleného přehledu o vlastnostech fyzikálních gellanových hydrogelů. Z realizovaných experimentů bylo zjištěno, že změnou koncentrace biopolymeru a vhodnou volbou disperzního prostředí lze modifikovat jak transportní, tak mechanické vlastnosti fyzikálních gellanových hydrogelů.
|
|
|
Korelace transportních a viskoelastických vlastností hydrogelů s difúzním gradientem
Ščotková, Romana ; Sedláček, Petr (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce si kladla za cíl přípravu hydrogelů s difúzním gradientem a prokázání gradientové struktury hydrogelů z hlediska viskoelastických a transportních vlastností. S ohledem na možné biomedicínské aplikace byl pro přípravu vybrán kationický polysacharid chitosan, a to zejména pro své antimikrobiální a biokompatibilní vlastnosti. Výsledné gradientové hydrogely byly následně charakterizovány pomocí oscilačních testů, při kterých byly sledovány rozdíly při použití různých koncentrací a molekulových hmotností chitosanu, koncentrací síťovacího činidla, disperzních prostředí pro rozpuštění chitosanu a různé doby síťování gelu. Pro potvrzení vytvořené gradientové struktury byly vzorky podrobeny také sušícím experimentům. Schopnost transportu aktivních látek byla u hydrogelů potvrzena vizuálním hodnocením prostupu anionického barviva (bromthymolová modř) při procesu gelace. Z výsledků získaných během experimentální části bakalářské práce lze dojít k závěru, že viskoelastické vlastnosti hydrogelů lze modifikovat změnou vybraných parametrů při samotné přípravě. Potvrzen byl také předpoklad, že s lepšími mechanickými vlastnostmi hydrogelů dochází ke zhoršení vlastností transportních. Metodou řízené difuze bylo možné připravit hydrogel s postupným gradientem hustoty síťování, čímž bylo možné modifikovat viskoelastické a transportní vlastnosti.
|
|
|
Inkorporace glukóza oxidázy do hydrogelových struktur
Suchá, Klára ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá inkorporací enzymu glukóza oxidázy do hydrogelových struktur, přičemž byla sledována aktivita enzymu po inkorporaci do hydrogelové struktury. Glukóza oxidáza byla inkorporována do agarózových hydrogelů s různou koncentrací (1 a 2 hm. %). Aktivita glukóza oxidázy byla stanovena pomocí vznikajícího peroxidu vodíku, jehož koncentrace byla měřena pomocí fluorescenční spektroskopie díky fluorescenční sondě Amplexové červeni. Bylo zjištěno, že enzym byl aktivní i po inkorporaci do hydrogelu, avšak koncentrace vznikajícího peroxidu vodíku byly nižší ve srovnání s volným enzymem. Dále bylo zjištěno, že enzym reaguje i se samotnou agarózou, tato reakce ale významně neovlivnila reologické vlastnosti hydrogelu.
|
|
|
Bioaktivní látky pro pleťové krémy: Stanovení stability pleťového krému s obsahem kozího mléka
Dostálová, Tereza ; Sovová, Šárka (oponent) ; Enev, Vojtěch (vedoucí práce)
Obsahem této bakalářské práce je studium stability krému připraveného v běžných laboratorních podmínkách s obsahem lyofilizátu kozího mléka. Kozí mléko bylo nejprve denaturováno, poté proběhla jeho charakterizace pomocí metod FTIR, elementární analýzy a termogravimetrické analýzy. Pro porovnání účinků denaturace byla stejná série měření zopakována s nativním vzorkem mléka. Dále byla připravena samotná emulze. Prvotní stabilita připravených vzorků byla stanovena na analytické odstředivce a receptura s přípravou krému byla optimalizována. Měření stability probíhalo na základě měření v daných časových intervalech staří vzorku. Sledovanými parametry byly reologické vlastnosti – zejména vyhodnocení meze toku a pevnosti struktury podle délky lineární viskoelastické oblasti a komplexního modulu – tepelná stabilita měřená pomocí diferenční skenovací kalorimetrie, vizuální zhodnocení probíhalo díky optické mikroskopii a pozorování. Byla prokázána stabilita vzorku při skladování za laboratorní teploty s mírnými projevy destabilizace struktury emulze. Senzorická analýza prokázala vhodnost produktu pro osoby se sušší pokožkou, kdy kůži příjemně zvláčnil a dle hodnotitelů byl pocit na pokožce příjemný. Krém si po celou dobu experimentu uchovával svou podobu, nedošlo k jeho konečné degradaci na původní dvě fáze nebo k jeho znehodnocení, např. plísněmi.
|
|
|
Hydrogely s inkorporovanými vezikulárními systémy
Kalendová, Lucie ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Venerová, Tereza (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem inkorporace vezikulárních systémů do hydrogelů na bázi polysacharidů. Zvolené vezikulární systémy byly „Ion Pair Amphiphile“ částice (IPA), které jsou tvořeny cetrimetylamonium bromidem, dodecylsulfátem sodným, dioktadecyldimethylamonium chloridem a cholesterolem. Práce je rozdělena na dvě části. V první části byly zkoumány interakce mezi IPA vezikulami a hyaluronanem sodným a interakce mezi IPA vezikulami a polystyrensulfonátem sodným. Bylo zjištěno, že k interakcím dochází, avšak se na jejich základě nepodařilo připravit hydrogel. V druhé části práce byly IPA vezikuly inkorporovány do agarózového gelu při zahřívání. Pro inkorporaci byly použity částice o dvou různých koncentracích a to 1 mmol·l1 a 2 mmol·l1. Vliv částic na vlastnosti gelu byl pozorován při reologickém měření. Výsledky ukázaly, že v gelu s inkorporovanými částicemi je výrazně delší lineární viskoelastická oblast a také to, že nedochází k interakci mezi částicemi a gelem, ale částice pouze vyplňují prázdná místa v gelové síti. Odlišné chování gelů s rozdílnou koncentrací IPA částic nebylo pozorováno.
|
|
|
Viskoelastické vlastnosti hydrogelových systémů v závislosti na relativní vlhkosti
Kouřilová, Ludmila ; Heger, Richard (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá především stanovením závislosti viskoelastických vlastností fyzikálně síťovaných hydrogelů na relativní vlhkosti řízené vlhkostní celou (jakožto příslušenstvím k rotačnímu reometru), popřípadě exsikátorem se sušicím médiem. Hlavním cílem byla optimalizace metodiky vlhkostní cely pro reologické stanovení viskoelastických vlastností hydrogelových materiálů jako funkce relativní vlhkosti a ověření této metodiky na agarózovém hydrogelu. Výsledky ukázaly, že agarózový hydrogel po vystavení zvolené relativní vlhkosti postupně ztrácí disperzní prostředí, což v případě měření se standardním nastavením kontroly měřicí štěrbiny, která je během měření konstantní, vede ke ztrátě kontaktu horního senzoru reometru se vzorkem. Jako vhodné řešení se ukázalo nastavení kontroly normálové síly, které vedlo k postupnému snižování výšky horního senzoru reometru, což umožnilo udržet během vysychání hydrogelu normálovou sílu na požadované hodnotě. Vlhkostní cela se ukazuje jako vhodná metoda stanovení závislosti viskoelastických vlastností hydrogelů na relativní vlhkosti. Na rozdíl od použití exsikátoru se sušicím médiem nedochází k tak prudkému sušení hydrogelového vzorku, které by vedlo k porušení struktury na jeho povrchu. Další výhodou vlhkostní cely je schopnost udržet požadovanou hodnotu relativní vlhkosti i v případě, že gel začne do svého okolí uvolňovat disperzní prostředí, což v exsikátoru se sušicím médiem možné nebylo.
|
|
|
Využitelnost různých technik porozimetrie při studiu vnitřní struktury biopolymerních hydrogelů
Zahrádka, Jan ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Hlavním cílem této diplomové práce je výběr, optimalizace a testování vhodných metod pro studium vnitřní struktury hydrogelových materiálů. Zaměřuje se převážně na studium velikosti pórů s potenciálním využitím v základním a aplikovaném výzkumu těchto materiálů. Hlavní pozornost byla směřována do vytvoření kvalitní literární rešerše, která rozšiřuje povědomí o použitelnosti jednotlivých metod. V experimentální časti bylo klíčovým faktorem otestování konvenčních porozimetrických metod (rtuťová intruzní porozimetrie, BET analýza a DSC termoporometrie) pomocí referenčních porézních materiálů, na základě jejichž analýzy byly jednotlivé metody vzájemně porovnávány. Po optimalizaci jejich postupu s využitím referenčních materiálů byly tyto techniky využity k analýze modelových hydrogelů na bázi polyvinylalkoholu. Na základě této analýzy byly metody porovnávány z pohledu přípravy vzorku, časové a finanční náročnosti, ale především z pohledu rozsahu měření jednotlivých metod v porovnání s rozmezím deklarovaných hodnot velikostí pórů polyvinylakoholových hydrogelů.
|
|
|
The effect of polymer microfibers on rheological and mechanical properties of calcium phosphate bone cements
Dzurov, Matej ; Montufar Jimenez, Edgar Benjamin (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Proposed master’s thesis focuses on mechanical and rheological properties of biodegradable polymer-calcium phosphate bone cement composite reinforced with PCL (poly(-caprolactone)) and PCL-Pluronic polymer microfibers. The theoretical part describes bone structure, evolution of bone cements and structural additives. In the experimental part, synthesis and characterization of PLGA-PEG-PLGA thermosensitive copolymer and -tricalcium phosphate powder is depicted as well as microfibers preparation technique. Copolymer aqueous solution was used to counteract the paste limited injectability, where liquid to powder (L/P) ratio of 0.5 ml/g was used for all of the samples. The two different mixing techniques were used in cement preparation to modulate the sample’s porosity. PCL and PCL-Pluronic fibers used to reinforce the cement were added in the amount of 1, 3 and 5 wt. % to the total mass of cement paste. Prepared pastes were studied at the laboratory (23 °C) and under physiological conditions (37 °C) using dynamical rheological analysis, with the aim to establish workability and setting of the paste. Samples for the rest of the analyses were enabled to set at physiological conditions for the duration of 10 days. Afterward, mechanical parameters like compressive strength, elastic modulus and diametric tensile strength of dried and in some cases hydrated samples were tested. Porosity was established using micro-computed tomography. Scanning electron microscopy was used to study microstructure and fiber incorporation into a ceramic matrix. Presence of fibers was semi-quantitatively studied using Fourier transformed infrared spectroscopy. X-ray diffraction provided data about powder phase transformation and mineralogical aspects of cement. Individual sample performances were evaluated and compared. As a result, addition of either hydrophobic PCL or amphiphilic PCL-Pluronic fibers into polymer-phosphate cement slightly increased compressive strength where PCL-Pluronic modified fibers performed better. Therefore was concluded, that polymer-phosphate bone cement reinforced with microfibers is promising candidate for surgical practice.
|
host ::
RSS.