Elektrostatické zvlákňování modifikovaných biopolymerů pro medicínské aplikace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předkládaná disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nových biokompatibilních nanovláken s potenciální aplikací v medicíně. V této práci byl výběr jednotlivých složek pro přípravu nanovlákenného materiálu zvolen tak, aby vyhovoval nárokům tkáňového inženýrství. Literární rešerše shrnuje poznatky o elektrostatickém zvlákňování a o jeho parametrech. Dále se věnuje možnostem elektrostatického zvlákňování proteinů kolagenu a želatiny a jejich směsmi se syntetickými polymery a biopolymery a anorganickými plnivy. Teoretická část řeší také různé postupy síťování nanovláken vedoucí ke zlepšení jejich hydrolytické stability a mechanických vlastností. Poslední část je zaměřena na anorganické nanotrubky halloysitu (HNT), které získaly svou pozornost díky svým vynikajícím fyzikálním a biologickým vlastnostem. V experimentální části byly zpracovány dvě případové studie, z nichž každá se zabývá přípravou nanovlákenných biomateriálů s potenciální aplikací v medicíně. První studie je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových hydrolyticky stabilních antibakteriálních želatinových nanovláken modifikovaných pomocí oxidované celulózy. Unikátní inhibiční účinky nanovláken byly testovány na kmenu bakterie Escherichia coli pomocí metody chemické bioluminiscence. Kultivované buňky lidského papilárního adenokacinomu plic prokázaly dobrou adhezi a proliferaci k povrchu nanovláken. Druhá část popisuje vliv zdroje a množství anorganických halloysitových nanotrubek na strukturu a vlastnosti amfifilních nanovláken ze směsi želatiny a syntetického polykaprolaktonu. Přídavek HNT zlepšil tepelnou stabilitu, mechanické vlastnosti (jak tuhost, tak prodloužení) a snížil krystalinitu nanovláken. HNT z různých zdrojů neměl vliv na chování buněk, ale mírně ovlivnil proliferaci a životaschopnost buněk na povrchu nanovláken.
Proposed dissertation thesis is dedicated to the preparation and characterization of novel biocompatible nanofibers with both biological and medical potential applications. The main emphasis of this thesis was focused on the preparation of composite nanofibers respecting the principles of "green chemistry", meaning hard requirements of tissue engineering. The theoretical part summarizes knowledge about the electrospinning process and its parameters. The literature review also describes the electrospinning of proteins like collagen and gelatin, their blends with synthetic polymers and biopolymers as well as with inorganic fillers. One chapter deals with various kinds of crosslinking agents to improve nanofiber hydrolytic stability. The last chapter is aimed to halloysite inorganic nanotubes (HNT) gaining much attention for the use as drug carrier due to its remarkable physical (mechanical reinforcement) and biological (biocompatibility and low toxicity) properties. The experimental part is divided into two chapters, each of them examines issues of nanofibrous material preparation from different perspective. The first part is focused on novel hydrolytically stable antibacterial gelatin nanofibers modified with oxidized cellulose. The unique inhibitory effect of the nanofibers was examined by luminometric method using genetically modified Escherichia coli strain. Seeded adenocarcinoma lung cells proved good adhesion and proliferation. Second experimental part explores the effect of source and amount of natural tubular halloysite on the structure and properties of biocompatible amphiphilic nanofibers based on a polycaprolactone and gelatin. The addition of HNT improved the thermal stability, mechanical properties (both stiffness and elongation) and reduced the crystallinity of nanofibers. The HNT from different sources did not affect the cell behavior but slightly influenced the proliferation and viability of cells on nanofibers.
Proposed dissertation thesis is dedicated to the preparation and characterization of novel biocompatible nanofibers with both biological and medical potential applications. The main emphasis of this thesis was focused on the preparation of composite nanofibers respecting the principles of "green chemistry", meaning hard requirements of tissue engineering. The theoretical part summarizes knowledge about the electrospinning process and its parameters. The literature review also describes the electrospinning of proteins like collagen and gelatin, their blends with synthetic polymers and biopolymers as well as with inorganic fillers. One chapter deals with various kinds of crosslinking agents to improve nanofiber hydrolytic stability. The last chapter is aimed to halloysite inorganic nanotubes (HNT) gaining much attention for the use as drug carrier due to its remarkable physical (mechanical reinforcement) and biological (biocompatibility and low toxicity) properties. The experimental part is divided into two chapters, each of them examines issues of nanofibrous material preparation from different perspective. The first part is focused on novel hydrolytically stable antibacterial gelatin nanofibers modified with oxidized cellulose. The unique inhibitory effect of the nanofibers was examined by luminometric method using genetically modified Escherichia coli strain. Seeded adenocarcinoma lung cells proved good adhesion and proliferation. Second experimental part explores the effect of source and amount of natural tubular halloysite on the structure and properties of biocompatible amphiphilic nanofibers based on a polycaprolactone and gelatin. The addition of HNT improved the thermal stability, mechanical properties (both stiffness and elongation) and reduced the crystallinity of nanofibers. The HNT from different sources did not affect the cell behavior but slightly influenced the proliferation and viability of cells on nanofibers.
Description
Citation
PAVLIŇÁKOVÁ, V. Elektrostatické zvlákňování modifikovaných biopolymerů pro medicínské aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie makromolekulárních materiálů
Comittee
Date of acceptance
2016-12-13
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Mgr. Švachová má řadu pracovních zkušeností, absolvovala také nepovinnou pedagogickou praxi (vedení praktik). Během studií získala dvě ceny děkana za vynikající studijní výsledky. Aktivně se účastnila celé řady konferencí a workshopů.
Během své powerpointové prezenatce shrnula podstatné výsledky své práce.
Byly přečteny pochvalné posudky, které doporučovaly práci k obhajobě.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení