Tato práce je zaměřena na přípravu hydrogelů z kyseliny hyaluronové pomocí síťovacích činidel EDC (1-ethyl-3-[3-(dimethylamino)-propyl]-karbodiimid) a ADH (dihydrazid kyseliny adipové) s cílem porovnání vlivu použitého síťovacího činidla a molární hmotnosti kyseliny hyaluronové na vlastnosti hydrogelu. Hydrogely byly charakterizovány pomocí DMA (dynamicko-mechanická analýza), SEM (rastrovací elektronová mikroskopie) a FTIR (infračervená spektroskopie a Furierovou transformací).
Hydrogely připravené pomocí ADH mají menší velikost jednotlivých vrstev nebo pórů a nižší soufázový modul, což souvisí s odlišnou chemickou strukturou mezimolekulárních vazeb. Bylo zjištěno, že mechanické vlastnosti hydrogelů významně závisí na molární hmotnosti použité kyseliny hyaluronové, tudíž hydrogely připravené z kyseliny hyaluronové s vyšší molární hmotností vykazují vyšší tuhost a mají odlišnou strukturu než hydrogely připravené z kyseliny hyaluronové s nižší molární hmotností.
Anotace v angličtině
This work is focused on the preparation of hyaluronan based hydrogels crosslinked by EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) or ADH (Adipic acid dihydrazide). The aim of this work is to compare the influence of the crosslinking agent and the molar mass of hyaluronic acid on the hydrogel properties. Hydrogels were characterized by DMA (Dynamic mechanical analysis), SEM (Scanning electron microscopy) and FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy).
The hydrogels prepared by using ADH have a smaller size of individual layers or pores and a lower storage modulus, which is contributed to a different chemical structure of intermolecular bonds. It was found, that the mechanical properties of hydrogels are significantly dependent on molar mass of used hyaluronic acid, thus the hydrogels prepared from higher molar mass of hyaluronic acid exhibit improved stiffness and different structure than hydrogel from hyaluronic acid with lower molar mass.
Klíčová slova
kyselina hyaluronová, hydrogel
Klíčová slova v angličtině
hyaluronic acid, hydrogel
Rozsah průvodní práce
56 s. (8550 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce je zaměřena na přípravu hydrogelů z kyseliny hyaluronové pomocí síťovacích činidel EDC (1-ethyl-3-[3-(dimethylamino)-propyl]-karbodiimid) a ADH (dihydrazid kyseliny adipové) s cílem porovnání vlivu použitého síťovacího činidla a molární hmotnosti kyseliny hyaluronové na vlastnosti hydrogelu. Hydrogely byly charakterizovány pomocí DMA (dynamicko-mechanická analýza), SEM (rastrovací elektronová mikroskopie) a FTIR (infračervená spektroskopie a Furierovou transformací).
Hydrogely připravené pomocí ADH mají menší velikost jednotlivých vrstev nebo pórů a nižší soufázový modul, což souvisí s odlišnou chemickou strukturou mezimolekulárních vazeb. Bylo zjištěno, že mechanické vlastnosti hydrogelů významně závisí na molární hmotnosti použité kyseliny hyaluronové, tudíž hydrogely připravené z kyseliny hyaluronové s vyšší molární hmotností vykazují vyšší tuhost a mají odlišnou strukturu než hydrogely připravené z kyseliny hyaluronové s nižší molární hmotností.
Anotace v angličtině
This work is focused on the preparation of hyaluronan based hydrogels crosslinked by EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) or ADH (Adipic acid dihydrazide). The aim of this work is to compare the influence of the crosslinking agent and the molar mass of hyaluronic acid on the hydrogel properties. Hydrogels were characterized by DMA (Dynamic mechanical analysis), SEM (Scanning electron microscopy) and FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy).
The hydrogels prepared by using ADH have a smaller size of individual layers or pores and a lower storage modulus, which is contributed to a different chemical structure of intermolecular bonds. It was found, that the mechanical properties of hydrogels are significantly dependent on molar mass of used hyaluronic acid, thus the hydrogels prepared from higher molar mass of hyaluronic acid exhibit improved stiffness and different structure than hydrogel from hyaluronic acid with lower molar mass.
Klíčová slova
kyselina hyaluronová, hydrogel
Klíčová slova v angličtině
hyaluronic acid, hydrogel
Zásady pro vypracování
Nejprve vypracujte rešerši zaměřenou na základní vlastnosti hyaluronanu a jeho chování v roztocích. Popište chemické a fyzikální vlastnosti hydrogelů a jejich přípravu se zaměřením na hyaluronan (HA) včetně jeho využití (například v tkáňovém inženýrství).
V praktické části připravte hydrogely HA s EDC a proveďte jejich základní charakterizaci z hlediska struktury a mechanického chování.
Zásady pro vypracování
Nejprve vypracujte rešerši zaměřenou na základní vlastnosti hyaluronanu a jeho chování v roztocích. Popište chemické a fyzikální vlastnosti hydrogelů a jejich přípravu se zaměřením na hyaluronan (HA) včetně jeho využití (například v tkáňovém inženýrství).
V praktické části připravte hydrogely HA s EDC a proveďte jejich základní charakterizaci z hlediska struktury a mechanického chování.
Seznam doporučené literatury
Kogan G. Šoltés, L., Stern R., Mendichi R. Hyaluronic acid: a biopolymer With versatile physico-chemical and biological properties. Chapter 31-Handbook 2007, ISBN:978-1-60021-652-0.
Cowman M. K., Matsuoka S.. Experimental approches to hyaluronan structure. Carbohydrate Research. 2005, 340, ps: 791-809.
Collins, M. N., & Birkinshaw, C. (2013). Hyaluronic acid based scaffolds for tissue engineeringA review. Carbohydrate Polymers, 92, 12621279.
Collins, M. N., & Birkinshaw, C. (2008). Physical properties of crosslinked hyaluronic acid hydrogels. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 19, 33353343.
Gřundělová, L., Gregorová, A., Mráček, A., Vícha, R., Smolka, P., Minařík, A.: Viscoelastic and mechanical properties of hyaluronan films and hydrogels modified by carbodiimide. Carbohydrate Polymers, 119 142-148 (2015).
Seznam doporučené literatury
Kogan G. Šoltés, L., Stern R., Mendichi R. Hyaluronic acid: a biopolymer With versatile physico-chemical and biological properties. Chapter 31-Handbook 2007, ISBN:978-1-60021-652-0.
Cowman M. K., Matsuoka S.. Experimental approches to hyaluronan structure. Carbohydrate Research. 2005, 340, ps: 791-809.
Collins, M. N., & Birkinshaw, C. (2013). Hyaluronic acid based scaffolds for tissue engineeringA review. Carbohydrate Polymers, 92, 12621279.
Collins, M. N., & Birkinshaw, C. (2008). Physical properties of crosslinked hyaluronic acid hydrogels. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 19, 33353343.
Gřundělová, L., Gregorová, A., Mráček, A., Vícha, R., Smolka, P., Minařík, A.: Viscoelastic and mechanical properties of hyaluronan films and hydrogels modified by carbodiimide. Carbohydrate Polymers, 119 142-148 (2015).
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky oponenta:
Název práce slibuje přípravu hydrogelů na bázi hyaluronanu (sůl kyseliny hyauronové), v práci ale uvádíte, že jste pracovala s kyselinou. Co Vás vedlo k této změně? Je Vámi popsaný postup síťování aplikovatelný i na příslušnou sůl nebo by se postup musel změnit?
Při přípravě hydrogelů (u obou typů síťovacího činidla) pracujete v ekvimolárním poměru funkčních skupin nebo v přebytku činidla? Své tvrzení dokažte teoretickým výpočtem.
Proč jste k ADH činidlu přidávala i EDC? V reakčním schématu chybí, jak tedy reakce ve skutečnosti probíhá?
DMA analýza je obecně velmi citlivá na přípravu vzorků, jejich uchycení do přístroje a nastavení metody. Jak byla nastavena metoda měření (oblast lineární elasticity)? Jak byl připraven vzorek (jak byla odstraněna voda)?
Na obr 24. ukažte zmiňované vrstvy.
Studentka přednesla stěžejní výsledky své BP a odpověděla uspokojivě na dotazy vedoucího a oponenta.
Z řad komise byly vzneseny následující dotazy:
1. Jak jste měřila pH? - doc. Nevěčná
2. Proč volba -19oC? - doc. Nevěčná
3. Jakou formu měl vzorek při měření metodou DMA, obsahoval zmrzlou vodu? - doc. Slobodian
4. Proč je dobré, když je struktura vrstevnatá? - doc. Ponížil
Na otázku členů komise studentka taktéž odpověděla dostatečně.