|
|
Functionalization of biodegradable polymers by itaconic anhydride
Michlovská, Lenka ; Hermanová, Soňa (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Presented diploma thesis describes preparation of biodegradable termosensitive triblock copolymer based on poly(ethylene glycol), poly(lactic acid) and poly(glycolic acid) (PLGA-PEG-PLGA) that was subsequently modified by itaconic anhydride (ITA), which gives copolymer both reactive double bonds and functional carboxylic acid groups essential for the reaction with biological active material. The general goal was optimizing reaction conditions in order to reach the highest yield of ITA end-capped to polymer resulting in ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer. Prepared functionalized copolymer as a component of heterogeneous composite e.g. with hydroxyapatite might be suitable for biomedical application in the field of tissue engineering as a temporary replacement or adhesive of hard tissues (bones). In the theoretical part, hydrogels, their separation, crosslinking and degradation mechanism are generally described together with physico-chemical properties and the synthesis of the individual used biomaterials and their copolymers, itaconic anhydride and its functionalization. The experimental part describes in detail the synthesis of PLGA-PEG-PLGA copolymer via ring opening polymerization (ROP) using vacuum line and Schlenk’s techniques. Kinetics of the ROP was measured and optimization of polymerization conditions was suggested. Prepared thermosensitive copolymer was additionally modified by itaconic anhydride via catalytic ring-opening reaction. Optimization of ITA functionalization conditions were evaluated in terms of effect temperature, time, ITA purification and presence of the solvent effect. Successful end-capping of PLGA-PEG-PLGA copolymer by ITA was precisely characterized by means of 1H NMR, FT-IR and GPC methods. Kinetics of PLGA-PEG-PLGA copolymerization from unsublimated (neat) and sublimated (purified) D,L-lactide and glycolide were studied. In both cases the synthesis proceeded in a bulk at 130 °C for 3 hours with conversion approximately of 90 %. Prolonged polymerization period had no effect on the increase of conversion. In the case of ROP using unsublimated monomers, a rapid increase of monomer conversion was observed during first few minutes, followed by constant progress. Resulting copolymer displayed molecular weight of 7155 g/mol and narrow polydispersity index of 1.26. Optimal conditions were reached when sublimated monomers were polymerized. First, increase of conversion up to 88 % was nearly linear (living polymerization) to 2.5 hours, after that a plateau was observed. Well-defined PLGA-PEG-PLGA copolymer with molecular weight of 7198 g/mol and narrow polydispersity index of 1.20 was obtained. Optimal conditions for synthesis of ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer were reached with sublimated itaconic anhydride in a bulk at the temperature of 110 °C with total reaction time of 1.5 hours. As a result 76.6 mol. % of ITA was end-capped to the original PLGA PEG PLGA copolymer. Resulting molecular weight of ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA copolymer (5881 g/mol) with polydispersity index of 1.37 found by GPC correlated well with Mn calculated from 1H NMR and a theoretical Mn (Mn(theor)/Mn(GPC)/Mn(NMR) = 1/0.89/0.96).
|
|
|
Využití separačních technik na bázi plynové a kapalinové chromatografie s různým typem detektorů pro stanovení biologicky aktivních látek a vybraných xenobiotik
Mravcová, Ludmila ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Chýlková,, Jaromíra (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá využitím separačních technik pro analýzu degradace polymerů a polycyklických aromatických uhlovodíků. Je rozdělena na dvě části, které jsou zpracovány samostatně. V první části práce byly studovány zejména degradační vlastnosti blokových kopolymerů na bázi kyseliny mléčné, glykolové a poly(ethylenglykolu) PLGA-PEG-PLGA a ITA-PLGA-PEG-PLGA-ITA (modifikovaný kyselinou itakonovou). S využitím těchto kopolymerů (především jejich termosensitivních hydrogelů) se počítá v ortopedii na léčbu zlomenin (jako „lepidlo“). U vybraných vzorků kopolymerů byly sestaveny diagramy jejich fázového přechodu sol-gel. Pro další studium byly použity vzorky tvořící gel při 37 °C. Vzorky byly degradovány ve fosfátovém pufru o pH 7,4, při teplotě 37 °C. Degradace vzniklých fyzikálních hydrogelů byla popsána poklesem molekulové hmotnosti polymeru a nárůstem koncentrací kyseliny mléčné a glykolové v roztoku pufru. Bylo zjištěno, že polymer modifikovaný kyselinou itakonovou podléhá rychlejší degradaci než stejný nemodifikovaný polymer, rovněž bylo prokázáno, že vzorky s nižším poměrem PLGA/PEG degradují rychleji než s poměrem vyšším. Rychlost degradace je také zavislá na hodnotě pH pufru a to v pořadí pH 4,0
|
|
|
Rheological properties of biodegradable thermosensitive copolymers
Chamradová, Ivana ; Poláček, Petr (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The general goal of the proposed diploma work was preparation, characterization and rheological study of well-defined “smart” injectable hydrogels from biodegradable, biocompatible, controlled life-time copolymers based on hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) and hydrophobic poly(lactic acid)—co—poly(glycolic acid) (PLA/PGA) copolymer. Resulted thermosensitive PLGA—PEG—PLGA copolymer, which gels at body temperature, was additionally functionalized by itaconic anhydride (ITA) from renewable resources, bringing both reactive carbon double bonds and functional —COOH groups to polymer ends. Additionally, the PLGA—PEG—PLGA copolymer was modified by inorganic bioactive hydroxyapatite (HAp) for usage as injectable bone bioadhesive. Both functionalized ITA/PLGA—PEG—PLGA/ITA copolymer and PLGA—PEG—PLGA/HAp polymer composite affected rheological properties of original PLGA—PEG—PLGA copolymer deciding whether or not would be the new polymeric material suitable as injectable drug carrier or bone adhesive in medical applications. Experimental part of this thesis describes mainly characterization of viscoelastic properties of both unmodified and ITA or HAp modified PLGA—PEG—PLGA copolymer by test tube inverting method (TTIM) and dynamic rheological analysis. Advantage of TTIM is sol-gel visualization with determination of the critical gelation temperature and the critical gelation concentration. The rheological measurements provide information about viscosity and elasticity of the gel by the changes storage (G´) and loss (G´´) modulus. The prepared copolymers were additionally characterized by 1H NMR and GPC. Surface and HAp particles size was determined by both SEM and Laser Particles Size Analyzer. Both unmodified and ITA or HAp modified PLGA—PEG—PLGA copolymers exhibited sol-gel transitions induced by increasing temperature. Rheological properties of copolymers’ 6 to 24 wt% water solutions investigated either by TTIM or by rheometer were in good agreement. Evaluating by rheometer, the copolymers showed two cross-points, where G´= G´´. The first one very well corresponded with the first sol-gel transition found via TTIM. The maximum values of G´ representing the highest gel stiffness lie in the white gel observed by TTIM. The second cross-point constituted to the gel-suspension transition where white polymer is precipitated from the water. The gel stiffness grows with increasing polymer concentration in water. In comparison, ITA modification or addition of HAp (0, 10, 20, 30, 40, 50 wt%) caused increasing the gel stiffness of unmodified PLGA—PEG—PLGA copolymer and approximating the temperature of G´max closer to body temperature (37 °C). Investigated both ITA/PLGA—PEG—PLGA/ITA copolymer and PLGA—PEG—PLGA/HAp composite were proved to be suitable candidates as injectable systems for drug delivery or regenerative medicine in orthopedics or dental applications, respectively.
|
|
|
Biodegradabilní materiály a jejich vliv na životní prostředí
Mrkvičková, Klára
Bakalářská páce je zaměřená na biologicky rozložitelné materiály a jejich vliv na životní prostředí. V literární části jsou biopolymery nejdříve rozděleny do skupin, dle jejich schopnosti biodegradability a dle zdrojů. Následně jsou zmíněna některá odvětví, ve kterých se biopolymery využívají a jsou uvedeny i možnosti jejich odstranění. V závěru literární rešerše je práce zaměřena na možný pozitivní, ale i negativní vliv biopolymerů na životní prostředí a na hodnocení životního cyklu těchto materiálů. Zmíněny jsou také normy, certifikace a další enviromentální značení. V praktické části byl proveden experiment s rozkladem vlhčených ubrousků v podmínkách domácího kompostu. Byly zkoumány vlhčené ubrousky s certifikátem kompostovatelnosti v domácím kompostu a ubrousky bez certifikátu, které byly výrobcem označeny jako 100 % biodegradabilní. Cílem bylo ověřit biodegradabilitu obou výrobků a následně porovnat úspěšnost rozkladu mezi nimi.
|
|
|
Biologicky rozložitelné polymery a jejich vliv na odpadové hospodářství
Zourková, Andrea
Tato diplomová práce se věnuje polymerům, zejména biologicky rozložitelným a jejich možným vlivem na odpadové hospodářství. Literární část se zaměřuje na rozdělení a charakteristiku jednotlivým biologicky rozložitelným polymerům, jejich životnímu cyklu nebo nakládání s nimi. V následující kapitole je přiblížen certifikační a normativní systém a jsou zde uvedeny platné normy věnující se biodegradabilním plastům a plastovým obalovým materiálům na území České republiky. Na závěr literární části je popsán proces kompostování. Praktická část byla rozdělena do tří částí, ve kterých jsou popsány jednotlivé pokusy. Materiálem pro výzkum biodegradability byly použity kelímky na horké nápoje, u kterých byla zaručována biologická rozložitelnost nebo 100% kompostovatelnost. V první část je pokus prováděn v laboratorních podmínkách kompostování. Druhá část testuje biologický rozpad vzorků v elektrickém kompostéru a třetí část hodnotí biodegradabilitu vzorků v gastro odpadu, jak v laboratorních podmínkách, tak v elektrickém kompostéru.
|
|
|
Formulation and testing of siRNA-loaded branched polyesters nanoparticles
Medviďová, Simona ; Dittrich, Milan (vedoucí práce) ; Šnejdrová, Eva (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutickej technológie Školiteľ: doc. RNDr. Milan Dittrich, CSc. Študent: Simona Medviďová Názov diplomovej práce: Formulácia a testovanie nanočastíc z vetvených polyesterov s siRNA S napredujúcim trendom vývoja rastú súčasne kladené požiadavky na nové, efektívnejšie formulácie v oblasti vývoja liekových systémov. Zameranie tejto diplomovej práce je tak upriamené na formuláciu nanočastíc z biodegradovateľných vetvených polyesterov na báze PLGA, vhodných k transportu oligoméru malej interferujúcej nukleovej kyseliny - siRNA. Teoretická časť je zameraná na charakteristiku využiteľných polymérov, ich možné modifikácie, metódy prípravy s rozsiahlejším upriamením na použitú nanoprecipitačnú metódu, opisuje dôležité parametre ako veľkosť, zeta potenciál a polydisperzitu. Hlavnou súčasťou je taktiež charakterizácia siRNA z hľadiska štruktúry, vlastností, modifikácií a funkcie. Rozsiahlejšou je časť experimentálna, ktorá sa zaoberá vhodným výberom typu a koncentrácie polyesteru i stabilizátora, metódami prípravy, charakterizácie nanočastíc a možnosťou analýzy siRNA v nich enkapsulovaného. V kapitolách výsledky a diskusia boli porovnávané použité polyestery vetvené na tripentaerythritole a na kyseline polyakrylovej v rôznych...
|
|
|
Control of the morphology of biodegradable polymer blends
Ostafińska, Aleksandra ; Šlouf, Miroslav (vedoucí práce) ; Kosek, Juraj (oponent) ; Vohlídal, Jiří (oponent)
Tato disertační práce s názvem »Řízení morfologie směsí biodegradovatelných polymerů« vznikla v rámci grantového projektu »Multifázové biodegradovatelná polymerní systémy« a reprezentuje nový směr výzkumu v Oddělení morfologie a reologie polymerních materiálů na Ústavu makromolekulární chemie. Hlavní myšlenkou práce bylo využít naše rozsáhlé zkušenosti z oblasti zobrazování a řízení morfologie směsí syntetických polymerů, a to na analogickém poli morfologie biopolymerů. Pro výzkum jsme zvolili tři běžné, široce využívané a poměrně levné biopolymery: škrob, poly(mléčnou kyselinu) a poly(ϵ- kaprolakton). Cílem výzkumu bylo prověřit, jakým způsobem lze zlepšit užitné vlastnosti jejich směsí pomocí předem promyšlené, cílené a reprodukovatelné optimalizace jejich morfologie. Těsná souvislost mezi morfologií (fázovou strukturou, nadmolekulární strukturou) a vlastnostmi polymerních směsí (např. tahovými vlastnostmi, rychlostí biodegradace, propustností pro plyny aj.) je v polymerní vědě obecně přijímaným faktem. V našem případě ukázal průzkum literatury a předběžné experimenty, že existují dva systémy, u nichž by cílené řízení morfologie mohlo výrazně zlepšit užitné vlastnosti: (i) systémy PLA/PCL/TiX (kde PLA = poly(mléčná kyselina), PCL = poly(ϵ-kaprolakton), TiX = částice na bázi TiO2) a (ii) systémy...
|
|
|
Příprava polymerních farmaceutických nanočástic: optimalizace procesu
Bárta, Michal ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Vraníková, Barbora (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutické technologie Školitel: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Posluchač: Michal Bárta Název diplomové práce: Příprava farmaceutických nanočástic: optimalizece procesu Farmaceutické, polymerní nanočástice fungují mimo jiné jako nosiče léčiv. Unikátní jsou nejen díky subcelulární velikosti, ale také protože jsou biodegradabilní a biokompatibilní. Výhodou je možnost připravy selektivních částic, které jsou schopny kontrolovaně a dlouhodobě uvolňovat léčivo. K tvorbě polymerních nanočástic se používají metody přípravy z hotových polymerů nebo polymerací z monomerů. Cílem této práce byla optimalizace procesu tvorby polymerních nanočástic a studování vlivu použitého rozpouštědla. Využívalo se metody odpařování rozpouštědla a nanoprecipitace. Sledovanými parametry byla velikost výsledných částic, jejich polydisperzita a zeta potenciál. Granulometrické a elektrické vlastnosti částic byly měřeny na přístroji Zetasizer ZS 90. Měření dokázalo, že pro přípravu malých nanočástic s nízkou polydisperzitou a dostatečnou stabilitou je vhodnější použít metodu nanoprecipitace. Z výsledků granulometrické analýzy nanočástic připravených metodou odpařování je zjevné, že menší částice poskytují převážně větvené polymery . Jako nejlepší rozpouštědlo se...
|
|
|
Formulation and testing of siRNA-loaded branched polyesters nanoparticles
Medviďová, Simona ; Dittrich, Milan (vedoucí práce) ; Šnejdrová, Eva (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutickej technológie Školiteľ: doc. RNDr. Milan Dittrich, CSc. Študent: Simona Medviďová Názov diplomovej práce: Formulácia a testovanie nanočastíc z vetvených polyesterov s siRNA S napredujúcim trendom vývoja rastú súčasne kladené požiadavky na nové, efektívnejšie formulácie v oblasti vývoja liekových systémov. Zameranie tejto diplomovej práce je tak upriamené na formuláciu nanočastíc z biodegradovateľných vetvených polyesterov na báze PLGA, vhodných k transportu oligoméru malej interferujúcej nukleovej kyseliny - siRNA. Teoretická časť je zameraná na charakteristiku využiteľných polymérov, ich možné modifikácie, metódy prípravy s rozsiahlejším upriamením na použitú nanoprecipitačnú metódu, opisuje dôležité parametre ako veľkosť, zeta potenciál a polydisperzitu. Hlavnou súčasťou je taktiež charakterizácia siRNA z hľadiska štruktúry, vlastností, modifikácií a funkcie. Rozsiahlejšou je časť experimentálna, ktorá sa zaoberá vhodným výberom typu a koncentrácie polyesteru i stabilizátora, metódami prípravy, charakterizácie nanočastíc a možnosťou analýzy siRNA v nich enkapsulovaného. V kapitolách výsledky a diskusia boli porovnávané použité polyestery vetvené na tripentaerythritole a na kyseline polyakrylovej v rôznych...
|
|
|
Biodegradable polymeric nanoparticles preparation
Bacskaiová, Silvia ; Holas, Ondřej (vedoucí práce) ; Dittrich, Milan (oponent)
Univerzita Karlova v Prahe, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutická technológia Školiteľ: PharmDr. Ondřej Holas, Ph.D. Poslucháč: Silvia Bacskaiová Názov diplomovej práce: Príprava biodegradovateľných polymérnych nanočastíc Súčasný vedecký pokrok významnou mierou prispieva aj k rozvoju nanomedicíny, ktorá sa snaží o zefektívnenie farmakoterapie rakoviny a iných vážnych ochorení. Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je štúdium vplyvov povrchovo aktívnych látok na výsledné vlastnosti nanočastíc. Teoretická časť je zameraná na nanočastice ako nosiče liečiv, na prípravu biodegradovateľných nanočastíc, ich využitie pri liečbe rakoviny, ochorení sprevádzaných zápalmi, vakcinácii a aj na iné účely. Hlavnou súčasťou je tiež charakterizovanie aktívnej a pasívnej cielenej distribúcie liečiv, mikroenkapsulácie, prípravy nanočastíc polymerizáciou a z vopred pripravených polymérov. Definujú sa fyzikálno-chemické vlastnosti nanočastíc: veľkosť, zeta potenciál. Experimentálna časť je rozsiahlejšia a zaoberá sa optimalizáciou prípravy nanočastíc, výberom vhodnej koncentrácie a typu surfaktantu pri ich príprave. Pri experimentálnej časti bolo použitých päť rôznych typov surfaktantov a to v troch koncentráciách. Súčasťou experimentálnej časti sú tabuľky a grafy porovnávajúce vplyv jednotlivých...
|
host ::
RSS.