|
|
Electrospinning of Modified Biopolymers for Medical Applications
Pavliňáková, Veronika ; Martinová,, Lenka (referee) ; Zajíčková, Lenka (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nových biokompatibilních nanovláken s potenciální aplikací v medicíně. V této práci byl výběr jednotlivých složek pro přípravu nanovlákenného materiálu zvolen tak, aby vyhovoval nárokům tkáňového inženýrství. Literární rešerše shrnuje poznatky o elektrostatickém zvlákňování a o jeho parametrech. Dále se věnuje možnostem elektrostatického zvlákňování proteinů kolagenu a želatiny a jejich směsmi se syntetickými polymery a biopolymery a anorganickými plnivy. Teoretická část řeší také různé postupy síťování nanovláken vedoucí ke zlepšení jejich hydrolytické stability a mechanických vlastností. Poslední část je zaměřena na anorganické nanotrubky halloysitu (HNT), které získaly svou pozornost díky svým vynikajícím fyzikálním a biologickým vlastnostem. V experimentální části byly zpracovány dvě případové studie, z nichž každá se zabývá přípravou nanovlákenných biomateriálů s potenciální aplikací v medicíně. První studie je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových hydrolyticky stabilních antibakteriálních želatinových nanovláken modifikovaných pomocí oxidované celulózy. Unikátní inhibiční účinky nanovláken byly testovány na kmenu bakterie Escherichia coli pomocí metody chemické bioluminiscence. Kultivované buňky lidského papilárního adenokacinomu plic prokázaly dobrou adhezi a proliferaci k povrchu nanovláken. Druhá část popisuje vliv zdroje a množství anorganických halloysitových nanotrubek na strukturu a vlastnosti amfifilních nanovláken ze směsi želatiny a syntetického polykaprolaktonu. Přídavek HNT zlepšil tepelnou stabilitu, mechanické vlastnosti (jak tuhost, tak prodloužení) a snížil krystalinitu nanovláken. HNT z různých zdrojů neměl vliv na chování buněk, ale mírně ovlivnil proliferaci a životaschopnost buněk na povrchu nanovláken.
|
|
|
Preparation of nanoparticles and nanofibers with antimicrobial components
Kubišová, Veronika ; Slaninová, Eva (referee) ; Skoumalová, Petra (advisor)
This thesis addresses the problem of inadequate current wound therapy and presents a solution in the form of nanomaterial-based wound dressings (coverings). Specifically, it focuses on the development and characterization of various nanofibrous materials with integrated liposome particles that could serve as a source of therapeutic agents and be useful specifically in the field of a wound therapy. The review in the introductory part of the thesis first focused on the mentioned problem, which describes the shortcomings of existing conventional dressing materials. A description of human skin from an anatomical and functional point of view was not omitted, nor was the wound healing process itself. Different types of covering materials were also presented. However, a large part was focused on nanomaterials and their use in the field of the skin wound therapy. The nanomaterials mentioned were mainly liposome particles and nanofibres, as the experimental part of the work was focused on these structures. The description dealt with the characterization of these structures as well as the biopolymers used for their preparation. However, the aim was to prepare nanofibers with liposome content, so the method of forming such systems was described. Various therapeutic agents are also an integral part of the covering materials, especially those that suppress the development of infection and reduce wound pain; therefore, the search focused on the antibiotic ampicillin and the analgesic ibuprofen. The experimental part was devoted to the actual production of nanofibers with liposomes and also to the qualitative demonstration of the presence of liposomes in electrostatically prepared nanofibers. The selected polymeric components of these systems were polyhydroxybutyrate (PHB) and gelatine. However, the nanofibers and liposome particles (as well as combined liposomes with PHB) were first prepared in their own form and characterized mainly in terms of the gradual release of the drug substances. The results obtained were then compared with those of therapeutic drug delivery via combined nanofibrous structures with liposomes. For these combined structures, the aim was to achieve synergy in drug delivery between these systems. The aim of this work was to create a biomaterial covering with the controlled drug release. The drugs contained in these materials were the aforementioned ampicillin and ibuprofen. An important part of the work was then to determine the safety of the prepared materials which were tested for cytotoxicity, where the tests performed were MTT test and LDH test. And the actual wound healing ability of the nanofibers was then monitored in a scratch test or a "wound healing" test. At the end of the paper, recommendations for future work on this topic are given.
|
|
|
Determination of collagen degradation degree using spectroscopy
Fišerová, Kateřina ; Márová, Ivana (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá charakterizací vlastností kolagenu po působení různých fyzikálních a chemických podmínek. Jejím cílem je popsat změny struktury kolagenu způsobené jeho modifikací, zhodnotit dopad těchto změn na další použití kolagenu a výběr vhodné metody pro determinaci vlastností kolagenu. V literární rešerši je popsána chemická struktura kolagenu, jeho využití jako biomateriálu, stabilita kolagenu a způsoby určení stupně porušení nativní kolagenní struktury. V experimentální části jsou vodné roztoky hovězího kolagenu typu I modifikovány působením různých podmínek - různé intenzity a délky dezintegrace (1 minuta při 6 000 otáčkám až 5 minut při 14 000 otáčkách), různé teploty přípravy (4 °C, pokojová teplota a 30 °C), různou dobou přípravy (1 až 5 dní), působením světla (1 až 14 dní) a úpravou pH (4 až 8). Za účelem popsání struktury kolagenu a změn, k nimž došlo během modifikace kolagenních vzorků působením různých podmínek jsou kolagenní roztoky analyzovány UV VIS spektrometrií a infračervenou spektrometrií. UV-VIS spektrometrií byly analyzovány barevné produkty reakce volných aminoskupin přítomných v kolagenu s vhodným činidlem. Jako činidlo byl použit vodný roztok kyseliny 2,4,6 trinitrobenzensulfonové a roztok ninhydrinu v alkoholu. V případě FT-IR spektrometrie byly kolagenní vzorky analyzovány buď v podobě KBr tablet nebo pomocí ATR techniky v podobě filmů. Pro vyhodnocení změn ve struktuře kolagenu byla využita dekonvulace amidu I, jednoho z charakteristických pásů v infračerveném spektru kolagenu, který leží v oblasti 1590 - 1720 cm-1. Na základě snímků pořízených pomocí SEM byla porovnána morfologie kolagenních vzorků. V souladu s teoretickými předpoklady bylo zjištěno, že k nejvýraznějšímu porušení kolagenní struktury dochází při dlouhodobém stání kolagenního roztoku na světle. Podstatné změny způsobuje i zvýšení teploty a téměř žádný vliv na strukturu kolagenu nemá intenzita dezintegrace kolagenního roztoku. V případě zvýšení pH, byly vzorky do pH 5 stabilní a homogenní, ale poté docházelo k oddělení kolagenní fáze a srážení kolagenu, což ovlivnilo a zkreslilo UV-VIS analýzu. Nejlepších vlastností dosahují vzorky zamražené čerstvě po přípravě, dezintegrované 4 minuty při 14 000 otáčkách při 30 °C a beze změny pH. Na základě výsledků analýz se jako vhodné metody pro stanovení stupně porušení kolagenní struktury ukázala UV VIS spektrometrie s využitím kyseliny 2,4,6 trinitrobenzensulfonové v kombinaci s infračervenou spektrometrií kolageních filmů.
|
|
|
Preparation and characterization of nanofiber wound dressings
Jiroušková, Pavla ; Uhlířová, Renata (referee) ; Skoumalová, Petra (advisor)
The presented bachelor thesis deals with the preparation and characterization of nanofiber wound dressings. The materials used for the preparation of nanofibers were poly(3-hydroxybutyrate) and gelatin. Active substances, such as ampicillin and ibuprofen, were incorporated into the wound dressings. In the theoretical part of the work skin, wound healing, and nanofibers and their properties were described. This part also deals with the use of nanofibers as wound dressings. Additionally, it depicts materials suitable for the preparation of nanofiber wound dressings. Furthermore, this section contains a review focused on various methods of preparation of nanofibers, drugs that can be incorporated into the fibers and the subsequent determination of the safety of the prepared dressings. In the experimental part, nanofiber wound dressings containing ampicillin and ibuprofen were produced. The maximum possible amount of active substance feasible to be incorporated into the nanofibers has been determined. Subsequently, combined wound dressings were prepared to study the release rate of active substances into the model environments. The release in the time intervals was determined spectrophotometrically. Finally, antimicrobial activity assays were performed to test the effect of dressings containing ampicillin on selected strains of microbiirganism: S. Epidermidis, E. Coli and M. Luteus
|
|
|
Hydrogel phantoms for ultrasound diagnostics
Cerevatova, Kristina ; Smilek, Jiří (referee) ; Pekař, Miloslav (advisor)
This bachelor thesis deals with properties and preparation of hydrogel phantoms used in ultrasound diagnostics. The main object of this work was to get acquainted with the production and problems of phantom models. The theoretical part of the thesis focuses on phantom characterization, the principle of ultrasound, and phantom manufacturing companies. The practical part focuses on production of phantom models in Dansk Fantom Service, and on own production in the laboratory. Then on these phantoms was studied the speed of ultrasound, attenuation, and other physical changes.
|
|
|
Preparation and characterization of enzyme-containing wound dressings
Jurová, Bronislava ; Szotkowski, Martin (referee) ; Skoumalová, Petra (advisor)
This diploma thesis is focused on the study and characterization of nanofiber wound dressings from natural biopolymers. Proteolytic enzymes, specifically collagenase and bromelain, were incorporated into these nanofiber covers. The theoretical part deals with a brief description of skin wounds, their healing and skin covers. There are also methods for preparing these covers and the methods used to characterize them. The practical part deals with the optimization of the preparation of nanofiber coatings based on polyhydroxybutyrate, gelatin, alginate and chitosan. These nanofibers were then enriched with active substances and their gradual release into the model environment was monitored. Finally, their proteolytic activity was determined for these substances.
|
|
|
Adhesion of the Hydrogels based on Poly(vinylalcohol)
Přibyl, Jiří ; Trudičová, Monika (referee) ; Kalina, Michal (advisor)
This bachelor thesis was focused on the study of adhesion properties of hydrogels based on polyvinyl alcohol using a rheometer. The used hydrogels were divided into three groups, physical, chemical, and modified with starch, PEG or gelatin. Subsequently, the adhesion properties of the hydrogels were determined using a pull off test measured on a rheometer. From the experimental results, the dependences of the adhesion properties on various parameters such as concentration, molecular weight, freezing / thawing process, amount of glutaraldehyde addition and on the type and ratio of added additive were determined. From the following results, it was found that starch is suitable as an additive for increasing the adhesion properties, and on the other side, PEG can be used to reduce the adhesion properties.
|
|
|
Encapsulation of active substances into nanofibers and possibilities of their application
Procházková, Lucie ; Pernicová, Iva (referee) ; Skoumalová, Petra (advisor)
The master thesis was based on the optimization of the production of nanofiber covers and to gaine the product for subsequent functional use. The production of nanofiber covers was made by electrospinning and forcespinning from selected materials. Polyhydroxybutyrate, gelatin, chitosan and alginate were used as starting materials. After successful optimization, these materials were enriched with active ingredients ampicillin and ibuprofen for the functionalized use of covers for more effective wound healing. The theoretical part was focused on the issue of skin, healing processes, types of wounds and nanofibers, the characterization of selected starting materials for the formation of nanofibers was also mentioned. The practical part was based on the lengthy optimization of the preparation of fiber covers and later enriched with active ingredients. Furthermore, combined covers made of different materials with contents of both active ingredients were designed. This was followed by the characterization of all prepared covers from the point of view of stability in the short and long term. The gradual release of active ingredients was determined spectrophotometrically and by hifh performance liquid chromatography. It was also important to determine the antimicrobial activity of selected active substances. At the end of all testing, combined coatings containing both active ingredients were used for safety testing with human keratinocyte cells (HaCaT). Safety testing was based on determining the viability of human cells using the MTT test, to verify the LDH test. A scratch test was also performed, a wound healing test after the application of devised combined covers.
|
|
|
Evaluation of the quality of collagen samples in solid phase using circular dichroism
Ďubašák, Matej ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Diplomová práca sa zaoberá novou kvalitatívnou analýzou kolagénových vrstiev pomocou cirkulárneho dichroizmu v pevnej fáze. Teoretická časť opisuje kolagén a jeho sekundárnu štruktúru, spektroskopické metódy cirkulárneho dichroizmu (CD) a zoslabenej úplnej reflektancie (ATR). Experimentálna časť sa zaoberá prípravou homogénnych a transparentných kolagénových filmov a optimalizáciou objemu, koncentrácie a sušenia. Následne sa zmerala a vyhodnotila kalibračná krivka s rôznymi pomermi kolagénu a želatíny. Získaná rovnica lineárnej regresie sa použila na stanovenie obsahu kolagénu v modifikovaných vzorkách. Výsledky hodnotených modifikovaných vzoriek boli porovnané s meraniami ATR spektroskopie. Merania ATR ukázali vyšší obsah kolagénu ako CD merania. Vzorky s najnižším a najvyšším obsahom kolagénu sú pre obe metódy rovnaké. Dokazuje to, že môžme porovnávať vzorky s rôznym obsahom kolagénu navzájom, ale nemôžeme určiť presný obsah kolagénu pripojením týchto dvoch metód. Optimalizovaná metóda CD sa môže použiť na prípravu a meranie presného obsahu kolagénu vo vzorkách, najmä v rámci výroby kolagénu, aby sa dosiahla konštantná kvalita kolagénu v každom kroku výroby.
|
|
|
Hyaluronan hydrogels
Vaculíková, Hana ; Pekař, Miloslav (referee) ; Hurčíková, Andrea (advisor)
In this thesis there was preparation optimized for agarose-gelatin hydrogels with addition of various concentrations of low-molecular and high-molecular hyaluronan and than there were examined viscoelastic properties of them by rheological oscilation tests and high-resolution ultrasonic spektrometry. By rheology were measured values of elastic and viscous modulus for selected amplitude of strain, oscilation frequencies and temperatures. In the second method there were recorded values of ultrasonic velocities of samples at temperature scanning from 85 to 25 °C and from 25 to 85 °C in HR-US 102, which were compared with ultrasonic velocities measured at the temperature 27,0±0,5 °C by gel-modul HR-EX-SSC.
|
guest ::
