Hydrogely z modifikované přírodní pryskyřice zesítěné modrým světlem pro medicínské aplikace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
ABSTRAKT Cíle prezentované diplomové práce se zaměřují na modifikaci přírodní pryskyřice a násedné zesítění modrým nebo ultrafialovým světlem, za účelem vyvinutí sprejovatelného hydrogelu aplikovatelného pro řízené hojení ran. Teoretická část práce se zabývá přípravou hydrogelů, zejména fotopolymerací, a možnostmi použití různých světelných zdrojů pro síťování. S tím souvisí také přehled fotoiniciátorů vhodných pro přípravu hydrogelů na vodní bázi. Dále uvádí příklady funkcionalizace, za účelem zavedení fotosenzitivní funkční skupiny do struktury polymeru, zejména methakrylace. Experimentální část předložené práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelů složených jak ze syntetického, tak přírodního polymeru. Výchozí látkou byl zvolen přírodní polysacharid Gum Karaya (GK), který byl modifikován syntetickým esterem glycidyl methakrylátem. Pro aktivaci navázané dvojné vazby, byl zvolen biokompatibilní, ve vodě rozpustný fotoiniciátor Li-TPO. Methakrylace sacharidu gum Karaya byla charakterizována dvěma spektroskopickými technikami. Metoda zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) byla použita ke stanovení změn v chemické struktuře a k ověření přítomnosti dvojné vazby. Dále byla použita Ramanova spektroskopie jako doplněk ATR-FTIR metody. K vyhodnocení optických vlastností vzorků před a po světelném síťování byla použita UV-Vis spektrofotometrie. Aplikační vlastnosti syntetizovaného polysacharidu a připravených hydrogelů byly testovány pomocí metody botnání a sprejovatelnost byla ověřena reeologií. Z výsledků měření vyplývá, že methakrylace byla úspěšná a podařilo se zavést do struktury polysacharidu Gum Karaya dvojné vazby. Díky jejich přítomnosti bylo možné po přídavku fotoiniciátoru vytvořit světlem zesítěný hydrogel.
The main aims of the presented master’ thesis are focused on the modification of natural gum and its consequential crosslinking via blue or ultraviolet light, in order to develop a sprayable hydrogel applicable for controlled wound healing. The theoretical part of the work deals with the preparation of hydrogels, especially by photopolymerization, and the possibilities of using different light sources for crosslinking. Related to this, the work contains and overview of photoinitiators suitable for the preparation of water-based hydrogels. Thesis introduce examples of functionalization in order to implement a photosensitive functional group into the polymer structure, especially methacrylation. The experimental part of the presented work deals with the preparation and characterization of hydrogels composed of synthetic and natural polymers. The default material was the natural polysaccharide Gum Karaya (GK), which was chemically modified and consequently crosslinked via water-soluble photoinitiator. Chemical modification of Karaya gum saccharide was characterized by two spectroscopic techniques. The attenuated total reflection method of Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) was used to determine changes in chemical structure. Furthermore, Raman spectroscopy was used as a supplement to the ATR-FTIR method. UV-Vis spectrophotometry was used to evaluate the optical properties of the samples before and after photocrosslinking. The application properties of the synthesized polysaccharide and the prepared hydrogels were tested by the swelling method and the sprayability was verified by rheology. Based on the results, the chemical modification of gum Karaya was successful and it was possible prepare a photocrosslinked hydrogels after the photoinitiator addition.
The main aims of the presented master’ thesis are focused on the modification of natural gum and its consequential crosslinking via blue or ultraviolet light, in order to develop a sprayable hydrogel applicable for controlled wound healing. The theoretical part of the work deals with the preparation of hydrogels, especially by photopolymerization, and the possibilities of using different light sources for crosslinking. Related to this, the work contains and overview of photoinitiators suitable for the preparation of water-based hydrogels. Thesis introduce examples of functionalization in order to implement a photosensitive functional group into the polymer structure, especially methacrylation. The experimental part of the presented work deals with the preparation and characterization of hydrogels composed of synthetic and natural polymers. The default material was the natural polysaccharide Gum Karaya (GK), which was chemically modified and consequently crosslinked via water-soluble photoinitiator. Chemical modification of Karaya gum saccharide was characterized by two spectroscopic techniques. The attenuated total reflection method of Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) was used to determine changes in chemical structure. Furthermore, Raman spectroscopy was used as a supplement to the ATR-FTIR method. UV-Vis spectrophotometry was used to evaluate the optical properties of the samples before and after photocrosslinking. The application properties of the synthesized polysaccharide and the prepared hydrogels were tested by the swelling method and the sprayability was verified by rheology. Based on the results, the chemical modification of gum Karaya was successful and it was possible prepare a photocrosslinked hydrogels after the photoinitiator addition.
Description
Citation
WACLAWIKOVÁ, P. Hydrogely z modifikované přírodní pryskyřice zesítěné modrým světlem pro medicínské aplikace [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, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Date of acceptance
2020-09-07
Defence
Diplomantka seznámila komisi nejdříve z motivací a cíli její práce na téma Hydrogely z modifikované přírodní pryskyřice zesítěné modrým světlem pro medicínské aplikace. Po seznámení s hlavními výsledky studentka odpověděla na otázky oponenta:
1) U syntézy máte uvedeno, že reakční baňka obsahovala Gum Karayu s vodou a manifold i baňka se pročišťovaly dusíkem/vakuem 10 minut. Jak jste zabránila tomu, aby se část vody pod vakuem neoddestilovala?
2) Jaká byla konverze u syntézy methakrylované gum karay?
3) Jaké vhodné rozpouštědlo byste volila pro rozpuštění vzorku na analýzu pomocí NMR spektroskopie?
4) Jak jste přišla na to, že smykové rychlosti 4000-6000 odpovídají napětí odpovídající vysokorychlostnímu sprejování?
Po komplexních odpovědích na otázky oponenta komise položila následující otázky:
1) Jak se mění množství vody v hydrogelu s časem?
2) Je možné změřit difůzní parametry těchto gelů?
Na dané otázky studentka velmi dobře odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let