Enkapsulace růstových faktorů pomocí liposomů
| but.committee | 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) | cs |
| but.defence | Diplomantka při obhajobě své práce na téma Enkapsulace růstových faktorů pomocí liposomů nejdříve komisi seznámila s motivací své práce a problematikou růstových faktorů. Následně vysvětlila cíle své práce a důležitost provedených experimentů a postup přípravy vzorků včetně použitých aparatur a zařízení. V sekci výsledky se zaměřila především na stbilitu systémů, stabilitu při různém pH, distribuci velikosti částic, enkapsulační aktivitu a výsledky ze SEM analýzy. Po shrnutí získaných výsledků studentka odpověděla na o tázky oponenta: 1) Zjistila jste, že připravené lipozomy jsou nejstabilnější při vysokém pH 11, což není vhodné pro transdermální použití. Navrhněte, jak byste připravila lipozomy s FGF2 tak, aby byly stabilnější za fyziologických podmínek, případně aby u nich byla vyšší účinnost enkapsulace. 2) Popište, v jaké formě byste připravené lipozomy mohla aplikovat. Komise následně položila tyto otázky: 1) Jaký je důvod a princip enkapsulace? 2) Proč si myslíte že se rozdělují lipozomy? 3) Jak probíhala extruze? Na všechny otázky studentka pohotově a výborně odpověděla a prokázala opravdu hluboké znalosti a orientaci v dané problematice. | cs |
| but.jazyk | angličtina (English) | |
| but.program | Chemie, technologie a vlastnosti materiálů | cs |
| but.result | práce byla úspěšně obhájena | cs |
| dc.contributor.advisor | Brtníková, Jana | en |
| dc.contributor.author | Kadlecová, Zuzana | en |
| dc.contributor.referee | Michlovská, Lenka | en |
| dc.date.accessioned | 2024-10-14T09:12:04Z | |
| dc.date.available | 2024-09-06 | cs |
| dc.date.available | 2024-10-14T09:12:04Z | |
| dc.date.created | 2021 | cs |
| dc.description.abstract | Předložená diplomová práce je zaměřena na současnou problematiku stabilizace pro-hojivého fibroblastového růstového faktoru-2 (FGF2) pomocí lipozomů. FGF2 je ve své „divoké“ formě stabilní pouze krátkodobě vzhledem k tomu, že snadno podléhá hydrolytické degradaci, čímž ztrácí svoji aktivitu a účinnost. Využívá se například při regeneraci tvrdých i měkkých tkání, např. při léčbě různých kožních poranění, chronických ran, popálenin nebo otevřených ran spojených s onemocněním diabetu prvního a druhého typu. Cílem této práce bylo enkapsulovat hyperstabilizovaný FGF2 (FGF2-STAB®) jehož aktivita in vitro je mutacemi prodloužena z původních 10 hodin až na 20 dní při 37 °C. Nicméně, na základě námi provedených experimentů jsme zjistili, že se tento protein váže na polymerní či kompozitní matrice, ze kterých se pomalu uvolňuje s tím, že se jeho aktivita může časem měnit. Navíc, jeho aktivita rychle klesá in vivo v důsledku difúze tkáněmi a enzymatické degradace. Aby se prodloužil jeho poločas rozpadu, zabránilo se nežádoucím interakcím s matricí a snížilo se riziko degradace v aplikacích in vivo, zabývali jsme se stabilizací FGF2-STAB® jeho enkapsulací do lipozomů. Lipozomy představují neinvazivní způsob pro transdermální aplikaci léčiv. Napomáhají enkapsulované látce snáze pronikat do hlubších vrstev kůže, a to díky jejich malé velikosti v řádu nanometrů, což je u docela velké molekuly FGF2-STAB® (22,5 kDa) výhodné. Kromě toho poskytují dodatečnou ochrannou vrstvu, a látka je tak méně náchylná k oxidaci a degradaci vlivem změny pH či teploty. Navíc se také zvyšuje její celková doba skladovatelnosti a použitelnosti. V teoretické části je zpracován úvod do problematiky aplikace léčiv transdermální cestou, stručný úvod do liposomů, jsou uvedeny typy lipozomů, jejich stabilita a princip uvolňování léčiva z lipozomů. Dále je zmíněna struktura, původ a využití fibroblastového růstového faktoru-2. V experimentální části byly metodou odpařování reverzní fáze připraveny lipozomy na bázi fosfatidylcholinu (PC) a cholesterolu. U připravených lipozomů byla vždy sledována stabilita částic pomocí zeta potenciálu, jejich velikost a distribuce velikosti těchto částic pomocí dynamického rozptylu světla (DLS) a rastrovací transmisní elektronové (STEM) analýzy. U lipozomů obsahujících FGF2-STAB® byla také vyhodnocena enkapsulační efektivita za pomocí ultrafialovo-viditelného (UV-VIS) spektrofotometru v přítomnosti Bradfordova činidla. Pro optimalizaci metody přípravy lipozomů a pro možnost srovnávání s lipozomy plněnými FGF2-STAB®, byly nejprve připraveny lipozomy plněné pouze fosfátovým pufrem. Byly testovány rozdílné poměry PC a cholesterolu a také rozdílné poměry PC a FGF2-STAB®. Nejlepších výsledků bylo dosaženo poměrem 1 000:1 PC k FGF2-STAB® vzhledem ke stanovovaným parametrům. Následně byla sledována stabilita lipozomů v závislosti na pH pomocí zeta potenciálu a jednotlivé parametry byly optimalizovány. Lipozomy s efektivně zaenkapsulovaným FGF2-STAB® s velikostí částic kolem 100 nm mají vysoký potenciál pro aplikace v systémech s postupným uvolňováním léčiva, jako jsou např. kompozitní nosiče pro regeneraci kostí i kůže nebo v hydrogelech pro vnitřní i topické aplikace hojení ran či v kosmetických přípravcích. | en |
| dc.description.abstract | The presented diploma thesis is focused on the current state of pro-healing fibroblast growth factor-2 (FGF2) stabilization via liposomes. FGF2 in its “wild” form is stable only for short periods of time due to its hydrolytical degradation that happens easily and leads to loss of its activity and efficacy. FGF2 is used in hard and soft tissue regeneration, for example, in healing of various skin injuries, chronical wounds, burns, or opened wounds related to type 1 and type 2 diabetes. The aim of this thesis was to encapsulate hyper-stabilized FGF2 (FGF2-STAB®) of which in vitro activity is prolonged by its mutation from original 10 hours to up to 20 days at 37 °C. Nevertheless, based on our experiments, we discovered that this protein tends to bind to a polymeric or composite matrix from which it is slowly released, but its activity might change in time. Moreover, its activity decreases fast in vivo due to its diffusion through tissues and due to enzymatic degradation. To prolong its half-life, prevent undesirable interaction with the matrix, and to decrease the risk of degradation in in vivo applications, encapsulation of FGF2-STAB® into liposomes was considered. Liposomes represent a noninvasive way for transdermal drug delivery. They help the encapsulated drug to penetrate into the deeper layers of the skin thanks to its small diameter in the range of nanometres, which is advantageous in the relatively big molecule of FGF2-STAB® (22.5 kDa). Liposomes provide an additional protective layer to the encapsulated drug, which is then less prone to oxidation and degradation with changes in temperature or pH, but also its shelf life can be prolonged. Theoretical part of the thesis brings an introduction to transdermal drug delivery problematic, presenting a brief introduction into liposomes, their types, stability, and liposomal drug delivery is discussed. A structure, origin, and use of fibroblast growth factor-2 are mentioned. In the experimental part, liposomes based on phosphatidylcholine (PC) and cholesterol were prepared using the reverse phase evaporation method. Stability via zeta potential, particle size and particle size distribution via dynamic light scattering (DLS) and scanning transmission electron microscopy (STEM) were observed in the prepared liposomes. Encapsulation efficiency was determined in liposomes containing FGF2-STAB® using ultraviolet-visible (UV-VIS) spectrophotometer in the presence of Bradford reagent. For liposome reparation optimization and for future comparison with FGF2-STAB® loaded liposomes, liposomes containing only phosphate buffer saline were prepared first. Different PC to cholesterol and PC to FGF2-STAB® ratios were tested. The best results were obtained using a 1,000:1 PC to FGF2-STAB® ratio according to the observed variables. Stability of liposomes to pH via zeta potential was observed and the parameters were optimized. Liposomes with effectively encapsulated FGF2-STAB® with a particle diameter around 100 nm have a great potential in systems with controlled drug release, such as composite scaffolds for bone and skin regeneration, in hydrogels for internal and topical wound healing applications as well as in cosmetics. | cs |
| dc.description.mark | A | cs |
| dc.identifier.citation | KADLECOVÁ, Z. Enkapsulace růstových faktorů pomocí liposomů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021. | cs |
| dc.identifier.other | 131844 | cs |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11012/249574 | |
| dc.language.iso | en | cs |
| dc.publisher | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická | cs |
| dc.rights | Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let | cs |
| dc.subject | Nosiče pro dodávání léčiv | en |
| dc.subject | fibroblastový růstový faktor-2 | en |
| dc.subject | FGF2-STAB® | en |
| dc.subject | enkapsulační efektivita | en |
| dc.subject | zeta potenciál | en |
| dc.subject | Drug delivery systems | cs |
| dc.subject | fibroblast growth factor-2 | cs |
| dc.subject | FGF2-STAB® | cs |
| dc.subject | encapsulation efficiency | cs |
| dc.subject | zeta potential | cs |
| dc.title | Enkapsulace růstových faktorů pomocí liposomů | en |
| dc.title.alternative | Encapsulation of growth factors using liposomes | cs |
| dc.type | Text | cs |
| dc.type.driver | masterThesis | en |
| dc.type.evskp | diplomová práce | cs |
| dcterms.dateAccepted | 2021-09-06 | cs |
| dcterms.modified | 2021-09-06-15:13:17 | cs |
| eprints.affiliatedInstitution.faculty | Fakulta chemická | cs |
| sync.item.dbid | 131844 | en |
| sync.item.dbtype | ZP | en |
| sync.item.insts | 2024.10.14 11:12:04 | en |
| sync.item.modts | 2024.09.06 00:31:50 | en |
| thesis.discipline | Chemie, technologie a vlastnosti materiálů | cs |
| thesis.grantor | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. Ústav chemie materiálů | cs |
| thesis.level | Inženýrský | cs |
| thesis.name | Ing. | cs |