Programově řízená lyofilizace k přípravě nosičového systému nativního hyaluronanu a hydrofobních molekul
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Amfifilný charakter biopolyméru hyalurónanu napomáha interakciám medzi jeho hydrofóbnymi časťami reťazca a hydrofóbnymi ligandmi, čo ho radí medzi zlúčeniny vhodné ako nosiče pre dopravu liečiv. Cieľom tejto diplomovej práce bolo preto pripraviť pomocou programovo riadeného sušenia mrazom systém na báze natívneho hyalurónanu, ktorý by bol schopný transportovať hydrofóbne liečivá. Pre simuláciu hydrofóbnych interakcií medzi liečivom a hyalurónanom boli ako modelové zlúčeniny použité fluorescenčné sondy perylén, pyrén, prodan a 1,6-difenyl-1,3,5-hexatrién. Účinnosť sušenia mrazom bola študovaná pomocou infračervenej spektrometrie a skenovacieho elektrónového mikroskopu. ATR-FTIR spektrometria potvrdila pre modelové zlúčeniny (okrem pyrénu) hydrofóbne interakcie medzi molekulami sondy a hyalurónanu na základe prítomnosti absorpčného pásu valenčnej vibrácie C=C väzby v aromatických kruhoch sond. Z IČ spektier nebolo možné s určitosťou potvrdiť prítomnosť zvyškového terc-butylalkoholu vo vzorkách. SEM fotografie odhalili, že zvyšovanie tlaku v procese sušenia v druhej sérii vzoriek malo pozitívny vplyv na kvalitu lyofilizovanej vzorky. Interakcie jednotlivých fluorescenčných sond s hyalurónanom boli študované pomocou ustálenej a časovo rozlíšenej fluorescenčnej spektrometrie. Týmito metódami boli získané pozitívne výsledky, ktoré svedčia o prítomnosti interakcie fluorescenčných sond s hydrofóbnymi oblasťami reťazcov hyalurónanu. Výsledky tejto práce môžu prispieť k vývoju nosičových systémov v oblasti cielenej distribúcie liečiv.
The amphiphilic nature of the hyaluronan biopolymer facilitates interactions between its hydrophobic portions of the chain and the hydrophobic ligands, making it one of the promising compounds that can be used as a suitable carrier for drug delivery. Therefore, the aim of this diploma work was by means of a program-controlled freeze-drying to prepare a system based on native hyaluronan, which would be capable of transporting hydrophobic drugs. Perylene, pyrene, prodan and 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene fluorescence probes were used as model compounds to simulate hydrophobic drug-hyaluronan interactions. Freeze-drying efficiency was studied using infrared spectrometry and scanning electron microscopy. ATR-FTIR spectrometry confirmed for all probes but pyrene the hydrophobic interactions between the hyaluronan and probe molecules based on the presence of the C=C bond valence vibration absorption band in the aromatic probe rings. From the IR spectra, it was not possible to confirm with certainty the presence of residual tert-butyl alcohol in the samples. SEM photographs revealed that increasing the pressure during drying process had a positive effect on the quality of the lyophilized sample in the second series of samples. Interactions of individual fluorescent probes with hyaluronan were studied using steady-state and time-resolved fluorescence spectrometry. Positive results have been obtained, indicating the presence of fluorescent probes interacting with the hydrophobic regions of the hyaluronan chains. The results of this work can contribute to the development of carrier systems in the field of targeted drug distribution.
The amphiphilic nature of the hyaluronan biopolymer facilitates interactions between its hydrophobic portions of the chain and the hydrophobic ligands, making it one of the promising compounds that can be used as a suitable carrier for drug delivery. Therefore, the aim of this diploma work was by means of a program-controlled freeze-drying to prepare a system based on native hyaluronan, which would be capable of transporting hydrophobic drugs. Perylene, pyrene, prodan and 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene fluorescence probes were used as model compounds to simulate hydrophobic drug-hyaluronan interactions. Freeze-drying efficiency was studied using infrared spectrometry and scanning electron microscopy. ATR-FTIR spectrometry confirmed for all probes but pyrene the hydrophobic interactions between the hyaluronan and probe molecules based on the presence of the C=C bond valence vibration absorption band in the aromatic probe rings. From the IR spectra, it was not possible to confirm with certainty the presence of residual tert-butyl alcohol in the samples. SEM photographs revealed that increasing the pressure during drying process had a positive effect on the quality of the lyophilized sample in the second series of samples. Interactions of individual fluorescent probes with hyaluronan were studied using steady-state and time-resolved fluorescence spectrometry. Positive results have been obtained, indicating the presence of fluorescent probes interacting with the hydrophobic regions of the hyaluronan chains. The results of this work can contribute to the development of carrier systems in the field of targeted drug distribution.
Description
Citation
WACZULÍKOVÁ, K. Programově řízená lyofilizace k přípravě nosičového systému nativního hyaluronanu a hydrofobních molekul [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2022-05-23
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
Myslíte, že snížením tlaku muže dojít k poškození vodíkových můstků?
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.
Jak dlouho probíhala lyofilizace daných vzorků? Řešili jste i dobu lyofilizace na vlastnosti vzorků?
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.
Hned v okamžiku po lyofilizaci, jak vypadal použitý materiál, byl například opalescentní?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V diskuzi studentka prokázala výbornou orientace v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení