|
|
Characterization of hydrogels based on photocross-linked derivative of hyaluronan
Hekrlová, Veronika ; Smilek, Jiří (referee) ; Klučáková, Martina (advisor)
This bachelor thesis focuses on characterization of hydrogels based on photocross-linked Tyramine-modified hyaluronan (HA-Tyr). In the first part of the work, swelling of gels in saline and porcine plasma was examined, in which the hydrogels swell significantly less. The second part of the thesis is focused on rheology. First, dependence of the apparent viscosity of precursor solutions on shear rate was tested. The apparent viscosity increases with the concentration of derivative and Mw. This trend can also be observed when measuring viscoelastic properties (the elastic modulus) in oscillation mode (strain sweep test). The elastic modulus can also be affected by using a higher concentration of the photoinitiator riboflavin (RF), higher radiation intensity or by longer exposure times, although the material can be degraded. The work also includes an ATP bioluminescence method cytotoxicity test, which proved that the methods used are safe for in situ application.
|
|
|
Preparation and characterization of novel application forms of humic substances in combination with water sorbents
Nováčková, Táňa ; Pekař, Miloslav (referee) ; Sedláček, Petr (advisor)
This bachelor’s thesis discusses an applicability of hydrogel forms-based composite materials of humic acids and commercial water sorbent. According to the literature review, methods of incorporation of humic acids into commercial sorbents of water under various conditions and the resulting materials were subsequently characterized. In the characterization, major attention was paid to the determination of the water content and the swelling characteristics. Preparation of the composite materials was directed to use their sorption abilities and ability to control the release of humic substances in agriculture.
|
|
|
Biodegradable polyurethanes based on poly(ethylene glycol)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Predložená diplomová práce se zabývá syntézou biodegradabilních polyuretanu (bio-PU) na bázi polyethylenglykolu (PEG-u) a polykaprolaktonu (PCL) pro využití k medicínským úcelum. Cílem práce bylo vyvinout metodiku prípravy elastomerního polyuretanu, ze kterého by se dal v budoucnu pripravit skafold (nosic bunek) použitelný v tkánovém inženýrství pro humánní regenerativní medicínu. Teoretická cást práce shrnuje informace o materiálech využitelných pro zamýšlenou aplikaci. Zahrnuty jsou také techniky prípravy skafoldu, jejich biokompatibilita a charakterizace vlastností výsledného materiálu. Praktická cást je pak zamerena na navržení vhodné metodiky pro prípravu funkcních vzorku obsahujících PEG, PCL, hexamethylen-diisokyanát (HMDI) a ethylhexanoát cínatý jako katalyzátor. U pripravených vzorku byl zjištován vliv jejich složení (predevším ruzný obsah a molekulová hmotnost PEG-u) na botnání a hydrolytickou stabilitu spolecne s testováním mechanických vlastností, sledováním kinetiky sítování a stanovením stupne konverze. Morfologie vzorku byla sledována pomocí optické mikroskopie, chemické složení bylo potvrzeno infracervenou spektroskopií a tepelné vlastnosti byly urceny diferencní kompenzacní kalorimetrií. Vývoj v metodice prípravy ukázal, že je nezbytné odstranit pred syntézou z výchozích látek veškeré necistoty, predevším vodu a kyslík, jinak vznikaly nedokonale zreagované vzorky s velkým obsahem póru ruzných velikostí. Syntéza všech vzorku probíhala pod dusíkovou atmosférou ve dvou krocích, kdy v prvním se pouze homogenizovaly oba polyoly (PEG i PCL) na vakuové lince pri 130 °C a ve druhém pak vznikaly výsledné bio-PU za pridání HMDI pri 65 °C v inertní atmosfére manipulacního boxu. Vzorky pak byly dopolymerovány ve forme pri 65 °C pod dobu 48 hodin v sušárne. Ruzné fyzikální podmínky metodiky vedly k príprave jak nepruhledných bílých filmu, tak i vzorku s viditelnou separací fází až po flexibilní transparentní filmy. Pozorování optickým mikroskopem vzorku s fázovou separací prokázalo prítomnost sférolitické struktury krystalické fáze PCL v amorfní fázi matrice PEG-u. Sledování kinetiky sítování pomocí soxhletovy extrakce potvrdilo maximální konverzi polymerace (96 %) již za 4 h dopolymerování v sušárne. Testování zkouškou v tahu ukázalo, že výrazný vliv na pevnost v tahu má isokyanátový index (pomer NCO/OH skupin). Molekulová hmotnost PEG-u ovlivnovala pevnost v tahu jen u vzorku zcela zesítovaných. Merení botnání vzorku ve vode prokázalo, že s rustem molekulové hmotnosti PEG-u roste i obsah vody (od cca 28 až po 58 hm.%) ve vzorcích. Také degradace filmu ve vode pri 37 °C probíhala dle predpokladu rychleji u vzorku s vyšší molekulovou hmotností PEG-u. V predložené diplomové práci bylo potvrzeno, že množstvím a molekulovou hmotností polyethylenglykolu je možné rídit hydrolytickou stabilitu výsledných biodegradabilních polyuretanových elastomeru.
|
|
| |
|
|
Nuclear Fuel and its Behavior during Burn-up
Matocha, Vítězslav ; Foral, Štěpán (referee) ; Katovský, Karel (advisor)
The point of this bachelor’s thesis is to characterize different types of nuclear fuels and their behaviour during the process of burning-up. Futher, basic types of nuclear reactors are mentioned, as well as their history and different kinds of nuclear fuels used in these reactors. Then there are pieces of information about fuel cycles and fuel burning-up. Furthermore, the thesis concentrates on the changes, which happen in the nuclear fuel during the process of burning-up, such as swelling and cracking. In its other parts, this bachelor’s thesis deals with fission products, mainly gas fission products are mentioned here. At the end of this thesis, a simple model of nuclear fuel burning-up is created. This model follows concentration of izotopes of uranium and plutonium during fuel burning-up.
|
|
|
Synthesis and Characterization of Multifunctionalized Biodegradable Copolymers
Michlovská, Lenka ; Petrůj, Jaroslav (referee) ; Lehocký,, Marián (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená disertační práce shrnuje současné poznatky v oblasti termosenzitivních biodegradabilních kopolymerů, které ve formě vodného solu gelují při teplotě lidského těla. Tyto polymerní materiály jsou použitelné v medicíně pro injekční aplikace jako nosiče léčiv či resorbovatelné implantáty pro regeneraci tkání. V experimentální práci byly pomocí vakuové linky syntetizovány termosenzitivní amfifilní triblokové kopolymery na bázi biodegradabilního hydrofobního polylaktidu a polyglykolidu a biokompatibilního hydrofilního polyethylenglykolu (PLGA–PEG–PLGA). Připravený PLGA–PEG–PLGA kopolymer se dvěma fázovými přechody sol-gel a gel-suspenze byl následně modifikován anhydridem kyseliny itakonové. Výsledný funkcionalizovaný ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA kopolymer obsahuje na koncích řetězců reaktivní dvojné vazby vhodné k další polymeraci či síťování a karboxylové skupiny pro případné modifikace biologicky aktivními látkami. Fyzikální i chemické síťování bylo dále sledováno jak z hlediska poměrů hydrofilního a hydrofobního řetězce, tak i z hlediska množství navázané kyseliny itakonové. Vodné roztoky syntetizovaného ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA kopolymeru gelují v rozmezí teplot 33 - 43 °C. Kritická gelační koncentrace byla 6 % a kritická gelační teplota 34 °C pro kopolymer s poměrem PLGA/PEG = 2,5. Čím je kopolymer více hydrofobní, tím geluje dříve a je více hydrolyticky stabilní. Tuhost gelu stoupá se zvyšujícím se poměrem PLGA/PEG a je závislá na typu rozpouštědla použitého při přečišťování kopolymeru. Připravené ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA makomonomerů byly síťovány pomocí modrého světla bez dalšího síťovadla. Hydrolytická stabilita vzorků modifikovaných pomocí ITA se výrazně zlepšila a zvýšila v přímé úměře jak s rostoucí dobou síťování, tak s množstvím dvojných vazeb na koncích řetězců. Vzorek s 63 mol% ITA síťovaný 40 minut ve vodě zcela zdegradoval po 32 dnech. Protonovou NMR relaxometrií bylo zjištěno, že když vzorek ve vodě nabotnal (po cca 12 hodinách), množství nevázané vody se začalo snižovat a postupně difundovat do kavit na povrchu vzorku a pomalu se měnit na slabě a pevně vázanou vodu na polymerní řetězce. Nicméně, termální stabilita chemicky síťovaných vzorků vzrůstala pouze do 20 minut síťování. Pomocí ATR-FTIR bylo prokázáno, že se přibližně 57 % dvojných vazeb kyseliny itakonové (při vlnové délce 1640 cm-1) přeměnilo na nové jednoduché RR'C-CHR'' vazby při vlnové délce 795 cm-1. Delší čas síťování (nad 30 minut) vedl ke změnám v chemické struktuře pomocí beta-štěpení řetězců a částečné rekombinaci dvojných vazeb. Díky vzniku nových dvojných vazeb v jiných částech řetězce se snížila termální stabilita z 242 °C na 237° C a teplota skelného přechodu z -2,2 na -5.8 °C. Předložená práce popisuje, jak složení polymeru, modifikace funkčními skupinami a fyzikální podmínky ovlivňují fyzikální a chemické síťování připravených amfifilních kopolymerů. Kontrola hydrolytické a termální stability hydrogelů je zapotřebí zejména při uvolňování léčiv a regeneraci tkání.
|
|
|
Preparation and characterization of chitosan-based materials
Puchírová, Simona ; Kalina, Michal (referee) ; Kovalčík, Adriána (advisor)
The presented diploma thesis focuses on the characterization of the rheological properties of hydrogels based on agarose, alginate, polyvinyl alcohol and the study of the antimicrobial effect of chitosan added to selected hydrogels. The theoretical part is focused on the creating a literature research dealing with the description of the basic characteristics of hydrogels in general, describes the nature, properties, structure and possibilities of its use. In the experimental part, hydrogels without added active substance and hydrogels modified with chitosan were prepared. Based on rheological measurements, suitable combinations of hydrogels with chitosan were selected. A part of the hydrogel was taken from the samples and monitored in a drying and re-swelling process in distilled water. The hydrogels were tested by Ftir analysis, which verified the presence of chitosan in the samples. Monitoring of the antimicrobial effect of chitosan was performed by the hole diffusion method. Efficacy was tested on bacterial strains of Escherichia coli, Candida glabrata, Micrococcus luteus, Serratia marcescens. Most excised hydrogel disks have formed zones of inhibition of various sizes. Inhibition zones were also formed around hydrogels without chitosan, where the sensitivity of individual microbial cultures to acetic acid is assumed. The antibacterial active of chitosan was verified by studying the separate sensitivity of chitosan solutions and acetic acid.
|
|
|
Development of New Application Forms of Humic Substances for Agricultural and Environmental application
Kratochvílová, Romana ; Kráčalík, Milan (referee) ; Salaš, Petr (referee) ; Klučáková, Martina (advisor)
The new forms of superabsorbent polymers (SAP) on the base of acrylic acid were developed and studied in this thesis. The SAP are focused on agricultural and environmental applications. While they are applied to the soil, SAP can prevent water losing and they become a reservoir of humidity in case of dry season, moreover in combination with fertiliser they play role of controlled release medium. Eight various samples of SAP were experimentally prepared by networking of partially neutralized acrylic acid. Potassium peroxydisulfate was used as the initiator and N,N–methylenebisacrylamide as the crossing agent. Some of samples contained addition of second monomer of acrylamide. All of them were enriched by fertilisers – natural lignohumate or synthetic NPK or combination of both. The swelling characteristics of prepared samples were investigated in conditions of various ionic strength. The influence of xerogels’ particles size on swelling properties was also observed. The viscoelastic characteristics of hydrogel form of all SAP were determined by using of rotation rheometer. The changing of viscoelastic properties were studied in dependence on time, on freezing and on repeating swelling cycles. On top of that the controlled releasing ability of SAP was tested due to three modelling experiments. The biological activity of all polymer products was tested at the end of the thesis. All samples of SAP were incorporated into the artificial soil and the ability of the water retention in the soil was observed. The growing experiments were running by using of corn plants. The size and the mass of each plant were measured and branching of the root was objectively evaluated by programme Harmonic and Fractal Image Analyzer.
|
|
|
Humic substances as transport medium for plant nutrition
Vlková, Markéta ; Solná, Irena (referee) ; Klučáková, Martina (advisor)
This bachelor thesis treats about humic matters and their application in agriculture by means of hydrogels transport medium. It studies progressive releasing of substances, which could be used as more common nutrition for plants, prepared from superabsorbent polymers. Research was implemented in collaboration with industrial partners. The substances are synthetically made of sodium Lignohumate and mixture of industrial fertilizer called NPK. Released substances were characterized by using some methods. First, there were measured qualities, which didn’t specify released compounds, like swelling, conductivity, pH and absorption of hydrogels with different wavelengths. More details came with methods ICP-OES and ion chromatography. Hydrogels which contained both mixtures of matters written up, were studied in water solution for 5 weeks and every week all characterization were measured. From the results we can see that both of the mixtures decrease ability of hydrogel’s swelling, mainly NPK. Measuring of absorption showed that the most of the substances released from sodium Lignohumate were from hydrogels without NPK. By other measuring, we noticed realizing of potassium and phosphorus elements. The most of them were from hydrogels containing NPK. By measuring ion chromatography, we found chloride, phosphoric, sulfuric and nitric ions in solution.
|
|
|
Experimental and Numerical Analysis of the Volume Changes of Fine-grained Concretes
Odstrčil, Štěpán ; Frantík, Petr (referee) ; Kucharczyková, Barbara (advisor)
This diploma thesis deals with the experimental and numerical analysis of volume changes of fine-grained concrete. Experiments were carried out, measuring both the length changes as well as the mass losses and the internal temperature of the test specimens made from fine-grained concrete. The measurements were divided into two parts (phases). The first phase took approx. 72 hours. The second phase was focused on the long-term measurements and will be completed after stabilization of the mass losses and length changes. In the diploma thesis, the first phase of measurement was elaborated in detail, both in terms of experimental and numerical analysis. In addition, a C # .NET program was created to facilitate the processing of raw measurement data from the data logger. Finally, a comparative calculation was performed according to the model B4, where the result of the calculation was compared with the results of the experiment.
|
guest ::
