|
|
Studium mazání náhrady kolenního kloubu
Sýkora, Tomáš ; Horák, Zdeněk (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá experimentální analýzou mazání náhrady kolenního kloubu. Experimenty jsou realizovány na simulátoru, jenž dokáže aplikovat podmínky stanovené příslušnou normou a pozorovat jevy na femorotibiálním rozhraní pomocí fluorescenční mikroskopie. Cílem práce je objasnit vliv jednotlivých složek synoviální kapaliny na proces mazání, přičemž hodnota intenzity fluorescence vyjadřuje bezrozměrný parametr tloušťky mazacího filmu. Experimentům se synoviální kapalinou předchází fundamentální studie s minerálními oleji, která umožňuje náhled na transformaci kontaktu v průběhu cyklu chůze. Výsledky jsou zaznamenány v grafech jako závislost intenzity na čase, a to včetně snímků, které zachycují jevy vyskytující se v kontaktní oblasti a blízkém okolí. Výsledky experimentů ukazují, že protein -globulin vytváří na povrchu tenkou vrstvu, na kterou se pomocí proteinové interakce naváže albumin, čímž dochází k navýšení tloušťky mazacího filmu. Proteinová interakce je podpořena kyselinou hyaluronovou a fosfolipidy, které stabilizují vytvořenou strukturu. Z hlediska mazání je chování filmu podmíněno komplexním složením synoviální kapaliny. Práce rozšiřuje okruh informací o chování synoviální kapaliny a může být přínosem pro budoucí vývoj kolenních implantátů.
|
|
|
Studium interakcí hyaluronanu a albuminu metodou SEC-MALLS
Sereda, Alena ; Kalina, Michal (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřená na interakce hyaluronanu (HA) a hovězího sérového albuminu (BSA). Interakce byly studovány pomocí metody SEC-MALLS, kde byly stanovovány molekulová hmotnost, gyrační a hydrodynamický poloměry a vnitřní viskozita částic systému. Dodatečně byly interakce zkoumány pomocí měření DLS a zeta potenciálu, kde byly stanovovány hydrodynamický průměr a velikost zeta potenciálu částic systému. Bylo stanoveno, že k interakcím HA a BSA dochází v jakémkoliv prostředí ale s různou účinností. Bylo prokázáno, že velká iontová síla zmenšuje rozsah interakcí HA s BSA, zvyšuje poloměry komplexů, jejích vnitřní viskozitu a zeta potenciál. Bylo také prokázáno, že s rostoucí koncentrací BSA se komplexy zmenšují ve svých poloměrech, snižuje se taky vnitřní viskozita komplexů.
|
|
|
Polysacharid-proteinové gely
Hájovská, Pavla ; Smilek, Jiří (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem gelace roztoků albuminu a směsných roztoků albuminu a vysokomolekulové kyseliny hyaluronové vlivem zahřívání. Studium bylo realizováno měřením reologických vlastností roztoků, vzniklých gelů i průběhu gelace. U proteinových vzorků ve vodě byl testován vliv koncentrace proteinu, vliv iontové síly a pH roztoku. U směsných roztoků byl testován vliv koncentrace a složení polymerní složky. Se zvyšující koncentrací polymerní složky dochází k posunu bodu gelace směrem k nižším hodnotám teplot, při rozdílu koncentrace 2 % (w/v) až o 5°C. Vzniklé gely vykazují vyšší hodnoty viskózního i elastického modulu. Obdobné chování bylo pozorováno i vlivem iontové síly, jako důsledek ovlivnění elektrostatických interakcí mezi řetězci polymeru a jako důsledek změny náboje polymeru vlivem snížení pH pod hodnotu pI proteinu.
|
|
|
Optimization of methods for protein analysis released from thermosensitive hydrogel
Lysáková, Klára ; Brtníková, Jana (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Proposed diploma thesis is focused on the release evaluation methods of both model proteins (albumin and lysozyme) and tissue healing protein (stable fibroblast growth factor 2; FGF2-stab) from the “smart” hydrogel carrier based on the biodegradable thermosensitive PLGA-PEG-PLGA triblock copolymer. In the theoretical part, a brief overview of thermosensitive polymers, their properties, structure and utilization of aforementioned proteins is described. Moreover, types of interactions that may occur between proteins and the polymeric carrier including drug release models are mentioned. In the experimental part, the structure of PLGA-PEG-PLGA triblock copolymer was characterized by the gel permeation chromatography and 1H NMR while its visco-elastic properties including sol-gel transition were evaluated by the rheological analysis. Thesis goal was targeted to better understand the release of newly-patented FGF2-stab protein from injectable PLGA-PEG-PLGA hydrogel formed at physiological temperature. The amount of released FGF2-stab was measured by the UV-VIS spectrophotometer in the presence of a Bradford reagent that binds proteins resulting in shifting their absorption maxima from 280 nm to 595 nm. For the comparison, SDS-page electrophoresis, dividing protein by molecular weight, has been used. It has been find out, that model proteins, which were in different size but predominantly non-polar on their surface exhibited two-stage release dependent on both the diffusion and polymer degradation, whereas, FGF2-stab (25 kg.mol-1) showed controlled one-stage first-order release from the PLGA-PEG-PLGA hydrogel forced only by diffusion, since it is predominantly a polar molecule located probably at the hydrogel micelle surface and not in their core. These results are very important to tune the protein release from hydrogel carriers to meet their certain application, in this case specifically in controlled tissue regeneration.
|
|
|
Studium interakcí polyelektrolytů s kladně nabitými dusíkatými amfifilními látkami
Zeman, Jan ; Běťák, Jiří (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Tato studie se zaměřuje na výzkum fyzikálních interakcí polyelektrolytů polystyrensulfonátu a kyseliny hyaluronové s dusíkatými amfifilními látkami, jež jsou reprezentovány aminokyselinou lysinem a albuminem. K výzkumu interakcí bylo použito měření pH, vodivosti, viskozity, turbidity, dynamického rozptylu světla a reometrie. Veškeré vzorky byly proměřeny a získaná data byla vždy porovnána s výsledky vzorků amfifilních látek v rozpouštěcím prostředí bez přídavku polyelektrolytu. Interakce byly pozorovány v roztocích o koncentracích lysinu mezi 0 a 20 mmoldm-3, pak již byly sulfo-skupiny PSS plně obsazeny molekulami aminokyselin a další interakce nebyly pozorovány. Ke stejnému jevu docházelo pro roztoky albuminu s hyaluronanem do koncentrací 2 gdm-3.
|
|
|
Experimentální analýza utváření mazacího filmu v náhradách kyčelního kloubu
Švachová, Michaela ; Dzimko, Marián (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá experimentálnou analýzou utvárania mazacieho filmu v náhradách bedrového kĺbu. Hlavným cieľom je objasniť vplyv strednej rýchlosti, preklzového pomeru a materiálu femorálnej hlavice na hrúbku mazacieho filmu. Dôraz je kladený na objasnenie úloh jednotlivých zložiek modelovej synoviálnej kvapaliny, konkrétne proteínov albumínu a -globulínu. Pre štúdium mazacích procesov bola využitá modelová konfigurácia ball-on-disc a kombinácia dvoch optických metód, fluorescenčnej mikroskopie a optickej interferometrie. Pre lepšie pochopenie procesu bol následne analyzovaný vplyv materiálov, preklzu, strednej rýchlosti a modelovej kvapaliny na vývoj súčiniteľa trenia medzi povrchmi komponentov. Z výsledkov vyplýva, že zásadný vplyv na charakter formovania maziva má preklzový pomer, pričom dominantnou zložku maziva je zväčša albumín. Súčiniteľ trenia je najvýznamnejšie ovplyvnený materiálom trecích povrchov. Práca obsahuje pôvodné vedecké výsledky, ktoré rozširujú poznanie v oblasti biotribológie bedrového kĺbu.
|
|
|
Vliv mikrostruktur povrchu implantátu na mazací procesy v kontaktu
Matovič, Martin ; Odehnal, Lukáš (oponent) ; Ranuša, Matúš (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá problematikou mazania mikroštruktúrovaných náhrad prvého metatarzofalangeálneho kĺbu. Cieľom skúmania je predĺžiť životnosť kĺbových náhrad za pomoci vytvorenia mikroštruktúry na povrchu materiálu. Práca sa zameriava na vplyv mikroštruktúry na mazacie procesy v kontakte a na súčiniteľ trenia. Na pozorovanie kontaktnej oblasti bola použitá fluorescenčná mikroskopia v kombinácii s recipročným tribometrom s možnosťou záznamu trecích a zaťažovacích síl. Na zázname kamery sa následne skúmal počet a priemerná veľkosť častíc albumínu, ktorý hrá významnú úlohu v mazaní kontaktu. Testovanie bolo prevedené na dvoch materiálových kombináciách, konkrétne CoCrMo – Sklo B270 (tvrdé páry) a CoCrMo – PMMA (mäkké páry), ktoré boli pokryté štyrmi rôznymi mikroštruktúrami. V dosiahnutých výsledkoch je naznačený vplyv mikroštruktúry na mazacie procesy v kontakte pre tvrdé a mäkké páry, ktorý môže byť použitý pre návrh ďalšieho merania.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Lubrication of Hip Joint Replacements
Nečas, David ; Daniel,, Matej (oponent) ; Sawae, Yoshinori (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with the lubrication mechanisms within hip joint replacements. A systematic study of protein film formation considering various materials and operating conditions was conducted, focusing on the role of particular synovial fluid proteins while the simultaneous presence of other proteins. Since the previously applied experimental approaches did not allow to separate the individual constituents of the model fluid, an optical measurement method based on fluorescent microscopy was developed. The verification of the method is presented performing two different studies focusing on the film thickness determination and lubricant rupture ratio at lubricated contact outlet, respectively. Due to several limitations of the fluorescent microscopy, the research was supported by the use of optical interferometry method, whose usage is demonstrated in the study dealing with the protein film formation in hip joint replacements considering real conformity of rubbing surfaces. The latest part of the thesis introduces a novel methodological approach enabling to assess the role of proteins in relation to protein film thickness based on in situ observation of the contact zone. The thesis presents original results extending the knowledge in hip replacement biotribology area towards the further development of implants preventing its failure due to limited service life.
|
|
|
Metody rozptylu světla a kalorimetrie ve studiu systémů hyaluronan-albumin
Sereda, Alena ; Hermannová, Martina (oponent) ; Chytil, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce, která navazuje na předchozí bakalářskou práci, je věnována studiu polyelektrolytových komplexů mezi hyaluronanem (HA) a hovězím sérovým albuminem (BSA). Interakce mezi HA a BSA a tvorba komplexů byly studovány metodou SEC-MALLS, kde byly stanovovány molekulová hmotnost, gyrační a hydrodynamický poloměry a vnitřní viskozita částic systému. Dále byly interakce zkoumány pomocí kalorimetrického měření ITC, kde byl stanoven termodynamický charakter tvorby komplexů. Dodatečně byly aplikovány metody dynamického a elektroforetického rozptylu světla (DLS a ELS), kde byly stanovovány hydrodynamický poloměr a velikost zeta potenciálu částic systému. Byl rovněž zkoumán vliv zvýšené teploty na charakter a tvorbu komplexů při SEC-MALLS a ITC měření. Bylo stanoveno, že k interakcím HA a BSA dochází v jakémkoliv prostředí ale s různou účinností. Bylo také prokázáno, že s rostoucí koncentrací BSA se komplexy zmenšují, snižuje se také vnitřní viskozita komplexů. Dále bylo prokázáno, že velká iontová síla stíní povrchové náboje molekul HA a BSA a braní tak jejím vzájemným interakcím. Při zvýšené iontové síle se rovněž zvyšují stanovené velikosti komplexů, jejích vnitřní viskozita a zeta potenciál. Zvýšená teplota má na tvorbu komplexů pouze minimální vliv.
|
|
|
Analýza mazání TEP kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie
Tkadlec, Tadeáš ; Daniel, Matej (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá experimentální analýzou mazání totální endoprotézy kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie, přičemž se jedná o vůbec první práci zaměřenou na takzvané měkké kloubní páry. Experimenty byly provedeny na simulátoru kyčelního kloubu, který byl upraven a odladěn pro účely fluorescenční mikroskopie. Cílem bylo stanovit vliv jednotlivých složek synoviální tekutiny na proces mazání. Pro tyto účely byly navrhnuty rozdílné modelové kapaliny, které reprezentovaly složením, obsahem proteinů a ostatními složkami lidskou synoviální kapalinu. Experimenty byly rozčleněny na experimenty sledující vliv proteinu albuminu, -globulinu a kyseliny hyaluronové při procesu mazání. Dále byly experimenty rozčleněny podle způsobu zátěže do dvou kategorií na experimenty probíhající při dynamickém zatížení (reprezentující chůzi) a kombinovaném zatížení (reprezentující stání a krátkodobou chůzi). Výstupem z provedených experimentů byly hodnoty fluorescenční intenzity popisující mazání v závislosti na čase, které představovaly bezrozměrný parametr tloušťky mazacího filmu. Tyto hodnoty byly zaznamenány do grafů a doplněny o fluorescenční snímky z charakteristických částí měření. Takto naměřená data byla následně konfrontována s doposud publikovanými články. Výsledky ukázaly, že z hlediska formování filmu je zásadní složkou synoviální kapaliny protein albumin, zatímco protein -globulin společně s kyselinou hyaluronovou formují tenkou stabilní vrstvu, na kterou následně adsorbuje právě albumin.
|
host ::
RSS.