Katecholaminem modifikované polymer-kompozitní kostní cementy: příprava, charakterizace a in-vitro hodnocení - Raszková, Alena (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2023)
Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu, charakterizaci a in-vitro hodnocení cytotoxicity katecholaminem modifikovaných fosfátových cementů. Teoretická část práce se zabývá charakteristikou cementů na bázi fosforečnanu vápenatého a jejich materiálových vlastností. Obsahuje také přehled aditiv používaných pro modifikaci cementů za účelem zlepšit jak jejich chemofyzikální, tak biologické vlastnosti. Rovněž je zde diskutováno, dnes stále častější, využití katecholaminu v tkáňovém inženýrství. První část experimentální práce se zaměřuje zejména na samotnou optimalizaci přípravy a charakterizaci katecholaminem modifikovaný fosfátový cement. Kinetika fázového složení byla hodnocena pomocí rentgenové difrakční analýzy a chemické složení pomocí infračervené spektroskopie. Druhá část práce je poté zaměřena na optimalizaci a hodnocení in-vitro cytotoxicity modifikovaného cementu. V závěru bylo zjištěno, že modifikace katecholaminem zrychluje míru konverze cementu během vytvrzování. U takto připravených vzorků byl stupeň konverze vypočten na 93 % po 3 dnech vytvrzování, zatímco u nemodifikovaných vzorků dosahoval ve stejný čas pouze 79 %. Pro in-vitro testování byla navržena nová metoda přípravy vzorků. Vzhledem k výsledkům testování je nutná další optimalizace této nové metody a podmínek testů. Díky svým atraktivním vlastnostem se katecholaminem modifikovaný fosfátový cement zdá být zajímavým materiálem pro regeneraci kostí.

This bachelor thesis is focused on preparation, characterization of catecholamine-modified calcium phosphate cement and evaluation of in-vitro tests. The theoretical part deals with the characterization of calcium phosphate cements and their material property. This part also includes overview of additives used to modify cements in order to improve both their chemo-physical and biological properties. The increasing use of catecholamine in tissue engineering is also discussed here. First part of experimental work focuses on optimization of preparation and characterization of catecholamine modified calcium phosphate cement. The phase composition kinetics was evaluated by X-ray diffraction analysis and chemical composition by Fourier-transformed infrared spectroscopy. The second part of the work is then focused on the optimization and evaluation of in-vitro cytotoxicity of modified cements. In conclusion, it was found that the conversion rate during curing was faster when catecholamine was used to prepare phosphate cement. Modified cements exhibit almost 93 % conversion after 3 days with respect to unmodified one where the conversion reach only 79 % at the same time. For in-vitro testing, the new method for preparation of samples was approached. It was found that further optimization of the preparation method and test conditions are necessary for the successful in-vitro tests. Due to attractive properties, catecholamine-modified calcium phosphate cement seems to be an interesting material for bone regeneration.
Catecholamine modified polymer-composite bone cement: preparation, characterization and in-vitro evaluation
Keywords: Fosfátové cementy; Katecholamin; Polydopamin; Cytotoxicita; Calcium phosphate cement; Catecholamine; Polydopamine; Cytotoxicity