DOBEŠOVÁ, K. Biokrystalizace jako nový koncept vývoje piezoelektrických materiálů pro biomedicínské využití [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.

Posudek vedoucího

Sedláček, Petr

Bc. Kateřina Dobešová se ve své diplomové práci zaměřila na návrh, testování a optimalizaci metod přípravy vrstev mikrobiální biomasy, splňující dva klíčové požadavky: směrovou orientaci mikrobiálních buněk a krystalickou strukturu vnitrobuněčného polyhydroxybutyrátu. Téma práce bylo navrženo v souvislosti se záměrem mezinárodního výzkumného projektu, v rámci něhož bylo plánováno využít tyto vrstvy při vývoji nových piezoelektrických materiálů pro biomedicínské aplikace (cílené především do oblasti neureregenerativní medicíny). Výběr tohoto tématu postavil studentku před náročný úkol – osvojit si celou řadu zcela nových preparativních (kultivace vybraného bakteriálního kmene, testované ovrstvovací techniky) i charakterizačních (především AFM, ale také FTIR, měření tloušťky vrstev a řada dalších) experimentálních postupů, ale také se zorientovat v některých aspektech chování biomateriálů, v nichž se vedoucí práce může považovat maximálně za mírně poučeného laika (piezoelektrické vlastnosti materiálů). Dle mého názoru se studentka tohoto náročného úkolu zhostila na výbornou. Při řešení práce prokázala mimořádnou samostatnost, iniciativnost, ale také experimentální zručnost a schopnost rychle si osvojit i velmi náročné experimentální techniky. Díky tomu diplomantka v rámci své práce ověřila aplikovatelnost navrženého konceptu stresové indukce biokrystalizace při přípravě orientovaných vrstev mikrobiální biomasy. V rámci nejdetailněji rozpracovaného postupu (ovrstvování metodou spin-coating) získala celou řadu originálních metodologických poznatků (vliv ředění vzorku, dávkovaného objemu). V neposlední řadě díky vlastní iniciativitě obohatila experimentální náplň práce o velmi zajímavou alternativní metodu orientování mikrobiálních buněk v kapalné fázi akustickou vlnou. Spolupráce s externím pracovištěm, kterou v této oblasti diplomantka navázala, se bezesporu ukáže jako velmi přínosná i při realizaci navazující experimentální práce. Čtenář by mohl v práci postrádat experimentální koncovku v podobě charakterizace piezoelektrických vlastností připravených vrstev, tato část byla ovšem plánována k realizaci na pracovišti zahraničního partnera (Jožef Stefan Institute, Ljubljana) a nebyla součástí zadání práce. Z pozice vedoucího práce proto považuji cíle diplomové práce za zcela splněné. Rád konstatuji, že s prací diplomantky jsem byl velmi spokojen, předloženou diplomovou práci (přes občasnou formulační neobratnost autorky) považuji za velmi kvalitní dílo, představující cenný přínos v rámci nově řešených výzkumných témat na FCH. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm „Výborně (A)“.

Posudek oponenta

Plichta, Tomáš

Bc. Kateřina Dobešová se ve své diplomové práci zabývala biokrystalizací jako novým konceptem vývoje piezoelektrických materiálů pro biomedicínské využití, konkrétně pak biokrystalizací s biofilamentací jako způsobem přípravy orientovaných struktur mikrobiálních buněk produkujících polyhydroxyalkanoáty. Toto téma je aktuální a velice zajímavé z pohledu potenciálních aplikací. Studentka poskytuje v úvodu a teoretické části více než dostatečný a logicky uspořádaný základ k porozumění dané problematiky, přičemž čerpala z poměrně velkého množství většinou aktuálních publikací, především pak zahraničních odborných časopisů. V některých případech však nejsou citovány primární zdroje. V kapitole zaměřené na výsledky je pak možné najít rozsáhlé množství kvalitních výsledků, kdy orientovala buňky produkující PHB pomocí prostého roztírání, odstředivého nanášení, reometru či povrchové akustické vlny. Biokrystalizace PHB v buňkách pak byla vyvolána pomocí teplotního, osmotického a acidického stresu. Z analýz se většina výsledků věnuje FTIR spektrům a AFM topografickým snímkům. Menší část se pak zabývá DSC analýzou, dále pak plynovou chromatografií, zde však není nikde ukázáno ani jedno spektrum či zmínka o vyhodnocení dat. V případě profilometrie pak postrádám informaci, o jaký přístroj se jednalo a jaký byl poloměr zakřivení použitého hrotu. Pomocí zmíněných metod pak byla studentka schopna komplexně popsat a charakterizovat připravené vzorky. Z formálního hlediska tato práce obsahuje poměrně velké množství nepřesných formulací, které snižují úroveň a celkový dojem. Je zde možné hojně najít topografické chyby, gramatické chyby a překlepy či chybně přeložené termíny. Namátkou lze zmínit výrazy jako polarizovaný optický mikroskop, piezoelektřina kosti, pružinová konstanta, paprsek laseru, rotační nanášení, sanalyzována, PMF, částice držené v Gaussově svazku či záměna výrazu záření za zařízení. Graficky bych doporučil větší popisy os prakticky u všech AFM snímků, v některých případech pak i větší samotné obrázky, příkladem mohou být i obrázky 7 či 15 v teoretické části. Informace o 50× zvětšení nemá žádnou výpovědní hodnotu, pro porovnání fotografií jsou důležitá měřítka, ta jsou však nečitelná. Občas také v textu chybí odkazy na obrázky. Není vhodné opomíjet seznam zkratek a symbolů, konkrétně pak například chemické názvosloví (GaPO4), správné psaní krystalohydrátů či molární koncentrace, která se neznačí M, to je pouze její jednotka. Do budoucna by bylo určitě žádoucí použít obrazovou analýzu pro zpracování AFM snímků a kvantifikování míry orientace mikrobiálních struktur. Závěrem bych chtěl konstatovat, že navzdory těmto nedostatkům, obsahuje tato práce velké množství výsledků, které jsou velice cenné pro navazující práci a určitě přinesou v budoucnu kvalitní publikace v impaktovaných časopisech. Domnívám se, že potenciál tohoto progresivního tématu, jako je vývoj piezoelektrických biomateriálů, je velmi dobrý a doporučuji v něm pokračovat. S ohledem na výše uvedené komentáře doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm B.

eVSKP id 156610