Hydrogely jsou materiály, které díky svým jedinečným vlastnostem, možným modifikacím a kombinacím látek, z nichž mohou být vyrobeny, nabízejí obrovský potenciál využití pro biomedicínský a farmaceutický průmysl. Pro demonstraci již stávajícího využití lze uvést příklady jako scaffoldy v tkáňovém inženýrství, oční čočky, lékové formy pro transport aktivních substancí či obvazy pro hojení ran a popálenin.
Problematika přípravy a charakterizace hydrogelů na bázi biodegradabilních polymerů pro biomedicínské použití - krytí ran - je náplní předkládané práce. Nejprve zde jsou po teoretické stránce představeny vhodné materiály pro přípravu hydrogelů, dále pak jsou rozebrány možnosti řízeného uvolňování aktivních látek, především látek antibiotické povahy, z hydrogelů v průběhu jejich aplikace. V rámci praktické části jsou charakterizovány připravené hydrogely na bázi proteinu želatiny a polysacharidu alginátu sodného z pohledu botnání a teplotních a frekvenčních závislostí viskoelastických vlastností. Pro popis dosažených materiálových vlastností tak byly použity experimentální metody, jako je termomechanická analýza (TMA), či dynamická mechanická analýza (DMA). Pro bližší diskusi a analýzu výsledků však bylo využito i skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a infračervené spektroskopie (FTIR).
Annotation in English
Due to their unique properties, modifications possibilities, and combinations of substances utilized for their production, hydrogels are materials offering, huge potential of application in biomedical and pharmaceutical industry. Scaffolds in tissue engineering, ophthalmic lenses, medical forms for drugs delivering or as dressings for wound healing and burns can be introduced as useful examples of their utilization.
The present thesis is focus on preparation and characterization of hydrogels based on biodegradable polymers for biomedical use wound dressing. Firstly, appropriate materials for hydrogel preparation are discussed from the theoretical point of view together with possibilities of controlled release of active substances, especially antibiotic substances, from hydrogels during their application. Prepared hydrogels based on protein gelatine and polysaccharide sodium alginate are closely characterized within the experimental part. For a description of the material properties, with respect to swelling and temperature and frequency dependency of viscoelastic properties, experimental methods, such as thermomechanical analysis (TMA), or dynamic mechanical analysis (DMA) were employed. Moreover, scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were utilized for deeper understanding and analysis of the results.
Hydrogely jsou materiály, které díky svým jedinečným vlastnostem, možným modifikacím a kombinacím látek, z nichž mohou být vyrobeny, nabízejí obrovský potenciál využití pro biomedicínský a farmaceutický průmysl. Pro demonstraci již stávajícího využití lze uvést příklady jako scaffoldy v tkáňovém inženýrství, oční čočky, lékové formy pro transport aktivních substancí či obvazy pro hojení ran a popálenin.
Problematika přípravy a charakterizace hydrogelů na bázi biodegradabilních polymerů pro biomedicínské použití - krytí ran - je náplní předkládané práce. Nejprve zde jsou po teoretické stránce představeny vhodné materiály pro přípravu hydrogelů, dále pak jsou rozebrány možnosti řízeného uvolňování aktivních látek, především látek antibiotické povahy, z hydrogelů v průběhu jejich aplikace. V rámci praktické části jsou charakterizovány připravené hydrogely na bázi proteinu želatiny a polysacharidu alginátu sodného z pohledu botnání a teplotních a frekvenčních závislostí viskoelastických vlastností. Pro popis dosažených materiálových vlastností tak byly použity experimentální metody, jako je termomechanická analýza (TMA), či dynamická mechanická analýza (DMA). Pro bližší diskusi a analýzu výsledků však bylo využito i skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a infračervené spektroskopie (FTIR).
Annotation in English
Due to their unique properties, modifications possibilities, and combinations of substances utilized for their production, hydrogels are materials offering, huge potential of application in biomedical and pharmaceutical industry. Scaffolds in tissue engineering, ophthalmic lenses, medical forms for drugs delivering or as dressings for wound healing and burns can be introduced as useful examples of their utilization.
The present thesis is focus on preparation and characterization of hydrogels based on biodegradable polymers for biomedical use wound dressing. Firstly, appropriate materials for hydrogel preparation are discussed from the theoretical point of view together with possibilities of controlled release of active substances, especially antibiotic substances, from hydrogels during their application. Prepared hydrogels based on protein gelatine and polysaccharide sodium alginate are closely characterized within the experimental part. For a description of the material properties, with respect to swelling and temperature and frequency dependency of viscoelastic properties, experimental methods, such as thermomechanical analysis (TMA), or dynamic mechanical analysis (DMA) were employed. Moreover, scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were utilized for deeper understanding and analysis of the results.
Vypracování rešerše v oblasti hydrogelů: - přehled používaných polymerních materiálů - možnosti síťování hydrogelů - charakterizace fyzikálních vlastností hydrogelů - preliminární experimentální část zaměřená na přípravu síťovaných biopolymerních hydrogelů - charakterizace připravených hydrogelů - shodnocení budoucího aplikačního přínosu
Research Plan
Vypracování rešerše v oblasti hydrogelů: - přehled používaných polymerních materiálů - možnosti síťování hydrogelů - charakterizace fyzikálních vlastností hydrogelů - preliminární experimentální část zaměřená na přípravu síťovaných biopolymerních hydrogelů - charakterizace připravených hydrogelů - shodnocení budoucího aplikačního přínosu
Recommended resources
Ch. Harrats, S. Thomas, G. Groeninckx: Micro- and Nanostructured Multiphase Polymer Blend Systems: Phase Morphology and Interfaces S. C. Anand, J. F. Kennedy, M. Miraftab. S. Rajendran: Medical textiles ad biomaterials for healthcare M. Chasin, R. Langer: Biodegradable Polymers as Drug Delivery Systems
Recommended resources
Ch. Harrats, S. Thomas, G. Groeninckx: Micro- and Nanostructured Multiphase Polymer Blend Systems: Phase Morphology and Interfaces S. C. Anand, J. F. Kennedy, M. Miraftab. S. Rajendran: Medical textiles ad biomaterials for healthcare M. Chasin, R. Langer: Biodegradable Polymers as Drug Delivery Systems
