Inkorporace enkapsulovaných anorganických nanočástic do biomateriálů pro medicínské aplikace
Loading...
Date
Authors
Poláková, Veronika
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Pre zvýšenie hojaceho potenciálu biomateriálov používaných v regeneratívnej medicíne je možná ich modifikácia rôznymi typmi bioaktívnych látok. Napríklad enkapsulovanými antibakteriálnymi nanočasticami, ktoré majú schopnosť urýchliť hojenie aj v infikovaných ranách, alebo nesterilnom prostredí. Táto práca bola zameraná na sledovanie vplyvu prídavku enkapsulovaných antibakteriálnych nanočastíc na fyzikálno-chemické a biologické vlastnosti pripravených biopolymérnych matríc. Cieľom tejto diplomovej práce bolo využitie redoxných vlastností katecholové skupiny počas syntézy enkapsulovaných anorganických antibakteriálnych nanočastíc a ich následná inkorporácia do štandardizovaných kolagénových matríc. Zámerom bola príprava vhodného antibakteriálneho materiálu pre hojenie infikovaných rán. Teoretická časť informuje o nanočasticiach, ich syntéze, vlastnostiach, metódach ich enkapsulácie, skupine katechólov, jej významných derivátoch, procese chelácie, kolagéne, a o príprave kolagénových matríc. Záver teoretickej časti popisuje momentálne dosiahnuté výsledky výskumu inkorporácie antibakteriálnych nanočastíc do krytov rán. Experimentálna časť bola zameraná na proces prípravy nanočastíc a ich inkorporáciu do pripravených kolagénových a kolagen/karboxymethylcelulozových nosičov. Potom bolo sledované akým spôsobom ovplyvňuje prídavok enkapsulovaných nanočastíc vnútornú a chemickú štruktúru pripravených vzoriek, ich tvar a veľkosť, ich hydrolitickú a enzymatickú stabilitu, a biologickú aktivitu. V rámci tejto práce bola tiež vytvorená a optimalizovaná metóda pre stanovenie koncentrácie medi.
To increase the healing potential of biomaterials used in regenerative medicine, it is possible to modify them with various types of bioactive substances, such as encapsulated antibacterial nanoparticles, which have the ability to accelerate healing even in infected wounds or nonsterile environments. This work was focused on the monitor the effect of the addition of encapsulated antibacterial nanoparticles on the physicochemical and biological properties of the prepared biopolymer matrices. The aim of this diploma thesis was to utilize the redox properties of the catechol moiety in the synthesis of encapsulated inorganic antibacterial nanoparticles and their incorporation into standardized collagen scaffolds and blends of collagen/CMC scaffolds. The goal was to prepare a suitable antibacterial material for wound healing of infected wounds. The theoretical part provides information about nanoparticles, their synthesis, properties, methods of encapsulation, catechol moiety, its important representatives, chelation process, collagen, and collagen scaffolds preparation. Lastly, the theoretical part of this paper discusses the current state of the art in the incorporation of antibacterial nanoparticles into wound dressings. The experimental part was focused on the preparation process of copper nanoparticles and their utilization in prepared collagen and collagen/carboxymethycellulose scaffolds. The way in which the addition of encapsulated nanoparticles affects the internal and chemical structure of the prepared biopolymer samples, their shape and size, their hydrolytic and enzymatic stability, and biological activity were then studied. In this work, a method for determining the concentration of copper was also developed and optimized.
To increase the healing potential of biomaterials used in regenerative medicine, it is possible to modify them with various types of bioactive substances, such as encapsulated antibacterial nanoparticles, which have the ability to accelerate healing even in infected wounds or nonsterile environments. This work was focused on the monitor the effect of the addition of encapsulated antibacterial nanoparticles on the physicochemical and biological properties of the prepared biopolymer matrices. The aim of this diploma thesis was to utilize the redox properties of the catechol moiety in the synthesis of encapsulated inorganic antibacterial nanoparticles and their incorporation into standardized collagen scaffolds and blends of collagen/CMC scaffolds. The goal was to prepare a suitable antibacterial material for wound healing of infected wounds. The theoretical part provides information about nanoparticles, their synthesis, properties, methods of encapsulation, catechol moiety, its important representatives, chelation process, collagen, and collagen scaffolds preparation. Lastly, the theoretical part of this paper discusses the current state of the art in the incorporation of antibacterial nanoparticles into wound dressings. The experimental part was focused on the preparation process of copper nanoparticles and their utilization in prepared collagen and collagen/carboxymethycellulose scaffolds. The way in which the addition of encapsulated nanoparticles affects the internal and chemical structure of the prepared biopolymer samples, their shape and size, their hydrolytic and enzymatic stability, and biological activity were then studied. In this work, a method for determining the concentration of copper was also developed and optimized.
Description
Citation
POLÁKOVÁ, V. Inkorporace enkapsulovaných anorganických nanočástic do biomateriálů pro medicínské aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2022-05-24
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.
Používali jste stále stejnou koncentraci mědi? Čím je dáno rozdílné zabarvení vzorků?
V práci zmiňujete, že kolagenová matrice vytvořila pěnu, přidávali jste napěňovadlo?
V práci uvádíte změnu hmotnosti jako degradaci, můžete to prosím objasnit?
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.
Při měření kalibrace jste narazila na mez detekce, co je podle Vás mez detekce a jak jste ji stanovovali? Jedná se opravdu o mez detekce?
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr.
Proč nedocházelo k naředění vzorků při měření absorbance?
K čemu se dají použít kolagenové koláče připravené ve Vaší práci?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V diskuzi studentka prokázala výbornou orientace v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let