Fotostabilizace biopolymerních materiálů pro regenerativní medicínu
Loading...
Date
Authors
Izsák, Dávid
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Nestabilizované biopolyméry často vykazujú zlé mechanické vlastnosti. Stabilizáciu a zlepšenie týchto vlastností je možné dosiahnuť sieťovaním, ale tradične používané sieťovacie činidlá sú pre ľudské telo často cytotoxické a škodlivé. Cieľom tejto práce je nájsť vhodnú netoxickú sieťovaciu metódu, ktorá by bola dostatočne účinná, ale zároveň by nepredstavovala nebezpečenstvo pre žiadny organizmus. Metóda sieťovania vyvinutá v predloženej bakalárskej práci by mala byť porovnateľne účinná ako tradične používané metódy (napr. sieťovanie na báze chemického karbodiimidu) a tiež potenciálne menej cytotoxické pri použití prírodných látok. Navrhovaná alternatívna metóda sieťovania by mala zlepšiť pevnosť a stabilitu sieťovaných biopolymérov a zvýšiť ich biologickú funkčnosť. Predkladaná práca sa konkrétne zaoberá stabilizáciou kolagénových skafoldov pomocou vitamínu dôležitého pre ľudský metabolizmus a následným ožarovaním krátkou a dlhou vlnovou dĺžkou. Teoretická časť obsahuje všeobecný prehľad možných netoxických sieťovacích činidiel, popisuje štruktúru kolagénu a charakterizuje jeho vlastnosti a vlastnosti použitého vitamínu ako sieťovadla. Experimentálna časť sa zaoberá prípravou a optimalizáciou sieťovania kolagénových skafoldov. Skúmalo sa botnanie, degradácia a morfológia skafoldov, ako aj sekundárna štruktúra kolagénu. Výsledkom bolo získanie dostatočne silných sieťovaných skafoldov.
Non-stabilized biopolymers often show poor mechanical properties. The stabilization and improvement of these properties could be accomplished by crosslinking, but the traditionally used crosslinking agents are rather cytotoxic and harmful for the human body. The aim of this work is to find a suitable non-toxic crosslinking method that would be efficient enough, but at the same time would not represent danger to any organism. The crosslinking method developed in the presented bachelor thesis should be comparatively efficient as traditionally used methods (e.g. chemical carbodiimide-based crosslinking) as well as potentially less cytotoxic by use of naturally derived substances. The proposed alternative crosslinking method should improve the strength and stability of the crosslinked biopolymers and enhance their biological functionality. Specifically, the presented work deals with the stabilization of collagen scaffolds using vitamin important for human metabolism followed by short- and long-wavelength irradiation. The theoretical part contains a general overview of possible non-toxic crosslinking agents, describes the structure of collagen and characterizes its properties and with the properties of used vitamin as a crosslinking agent. The experimental part deals with the preparation and crosslinking optimization of collagen scaffolds. Swelling, degradation and morphology of scaffolds as well as collagen secondary structure were evaluated. As a result, sufficiently strong crosslinked scaffolds were obtained.
Non-stabilized biopolymers often show poor mechanical properties. The stabilization and improvement of these properties could be accomplished by crosslinking, but the traditionally used crosslinking agents are rather cytotoxic and harmful for the human body. The aim of this work is to find a suitable non-toxic crosslinking method that would be efficient enough, but at the same time would not represent danger to any organism. The crosslinking method developed in the presented bachelor thesis should be comparatively efficient as traditionally used methods (e.g. chemical carbodiimide-based crosslinking) as well as potentially less cytotoxic by use of naturally derived substances. The proposed alternative crosslinking method should improve the strength and stability of the crosslinked biopolymers and enhance their biological functionality. Specifically, the presented work deals with the stabilization of collagen scaffolds using vitamin important for human metabolism followed by short- and long-wavelength irradiation. The theoretical part contains a general overview of possible non-toxic crosslinking agents, describes the structure of collagen and characterizes its properties and with the properties of used vitamin as a crosslinking agent. The experimental part deals with the preparation and crosslinking optimization of collagen scaffolds. Swelling, degradation and morphology of scaffolds as well as collagen secondary structure were evaluated. As a result, sufficiently strong crosslinked scaffolds were obtained.
Description
Citation
IZSÁK, D. Fotostabilizace biopolymerních materiálů pro regenerativní medicínu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-08-24
Defence
Obhajoba diplomové práce proběhla podle následujícího schématu: prezentace studenta-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Student přednesl výborný výtah výsledků své práce, řádně zodpověděl všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagoval na připomínky. V diskusi tak student prokázal výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky práce. Komise zhodnotila jeho práci celkově jako výbornou.
Otázky vznesené během diskuse:
Dzik: Jak si vysvětlujete, že nejvyšší efekt síťování byl pozorován u nejnižší koncentrace riboflavinu?
Veselý: Jaká byla intenzita použitého UV záření?
Márová: Neznáte lepší synonymum pro „skafold“. Proč byla použita lyofilizace během opracování vzorků?
Jaké je potenciální využití zesíťovaného kolagenu?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let