Příprava a posouzení aplikačního potenciálu biodegradabilních filmů na bázi kopolymerů PHA
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Diplomová práca sa zaoberá prípravou biodegradabilných filmov na báze kopolymérov PHA a následným preštudovaním ich materiálových vlastností. Hlavným cieľom práce je posúdiť aplikačný potenciál PHA kopolymérnych filmov v biomedicínskom priemysle. Teoretická časť práce sa zaoberá charakterizáciou polyhydroxyalkanoátov a ich kopolymérov, z hľadiska fyzikálnych vlastností, syntézy, biodegradácie či PHA producentov. V literárnej rešerši sú popísané súčasné trendy v spracovaní a využití PHA v biomedicíne. V experimentálnej časti práce bola prevedená kultivácia bakteriálnych kmeňov Aneurinibacillus sp. H1 a Cupriavidus necator H16. Počas kultivácie Aneurinibacillus sp. H1 boli použité rôzne pomery substrátov glycerolu a 1,4-butándiolu, v snahe získať kopolyméry P(3HB-co-4HB) o rôznom monomérnom zložení. Pomocou extrakcie boli zo získanej biomasy vyizolované polymérne filmy, ktoré boli charakterizované pomocou metód GC-FID, FTIR a SEC-MALS. Následne boli vybraté kopolymérne filmy s obsahom 4HB 65,25 a 43,61 hm. % a homopolymérny PHB film, ktoré boli podrobené uvoľňovacím experimentom. Na uvoľňovacie experimenty boli použité liečivá ibuprofén a kyselina acetylsalicylová, u ktorých bolo sledované uvoľňovanie z filmu do fyziologického roztoku pomocou UV-VIS spektroskopie. Na základe získaných dát bol overený aplikačný potenciál PHA kopolymérnych filmov ako nosičového systému v biomedicínskom využití.
This diploma thesis deals with the production of biodegradable PHA copolymer fims and the subsequent study of their material properties. The main goal of this thesis is to assess the application potential of PHA copolymer films in the biomedical industry. The theoretical part of the thesis deals with the characterization of polyhydroxyalkanoates and their copolymers, in terms of physical properties, synthesis, biodegradation or PHA producers. The current research in the processing and use of PHA in biomedicine is described in the literature search. The cultivation of bacterial strains of Aneurinibacillus sp. H1 and Cupriavidus necator H16 was done in the experimental part. Different ratios of glycerol and 1,4-butanediol substrates were used during the cultivation of Aneurinibacillus sp. H1, to obtain copolymers of P(3HB-co-4HB) with a different monomer composition. Polymer films were isolated from the obtained biomass by the extraction method and were characterized by GC-FID, FTIR and SEC-MALS methods. Subsequently, copolymer films containing of 65,25 and 43,61 wt. % 4HB and homopolymer PHB film were selected for release experiments. The drugs, ibuprofen and acetylsalicylic acid, were used for release experiments, their release from the polymer film into the physiological solution was monitored by UV-VIS spectroscopy. Based on the obtained data, the application potential of PHA copolymer films as a carrier system in biomedical use was verified.
This diploma thesis deals with the production of biodegradable PHA copolymer fims and the subsequent study of their material properties. The main goal of this thesis is to assess the application potential of PHA copolymer films in the biomedical industry. The theoretical part of the thesis deals with the characterization of polyhydroxyalkanoates and their copolymers, in terms of physical properties, synthesis, biodegradation or PHA producers. The current research in the processing and use of PHA in biomedicine is described in the literature search. The cultivation of bacterial strains of Aneurinibacillus sp. H1 and Cupriavidus necator H16 was done in the experimental part. Different ratios of glycerol and 1,4-butanediol substrates were used during the cultivation of Aneurinibacillus sp. H1, to obtain copolymers of P(3HB-co-4HB) with a different monomer composition. Polymer films were isolated from the obtained biomass by the extraction method and were characterized by GC-FID, FTIR and SEC-MALS methods. Subsequently, copolymer films containing of 65,25 and 43,61 wt. % 4HB and homopolymer PHB film were selected for release experiments. The drugs, ibuprofen and acetylsalicylic acid, were used for release experiments, their release from the polymer film into the physiological solution was monitored by UV-VIS spectroscopy. Based on the obtained data, the application potential of PHA copolymer films as a carrier system in biomedical use was verified.
Description
Citation
DROTÁROVÁ, L. Příprava a posouzení aplikačního potenciálu biodegradabilních filmů na bázi kopolymerů PHA [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
Spotřební chemie
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-05-31
Defence
Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou.
Pekař: Doplňoval se roztok po odběru vzorku?
Veselý: Čím se vysvětlujete vysoké odchylky u produkovaných biopolymerů?
Lehocký: Za jakých podmínek byly filmy připravovány? Šlo by termodynamicky ovlivnit podíl krystalické fáze? Proč není průhledný film zcela transparentní?
Dzik: Jaká byla přesná metodika experimentů?
Kozáková: Byly vzorky skladovány ve tmě?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení