Tato bakalářská práce popisuje přípravu strukturovaných vrstev na bázi hedvábného proteinu Bombyx mori fibroinu pomocí elektrostatického zvlákňování. Byly použity roztoky o různých koncentracích proteinu ve třech typech rozpouštědel. Morfologie získaných vláken byla charakterizována pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a konfokálního mikroskopu. Experimenty ukázaly, že výslednou strukturu i tloušťku vláken lze ovlivnit změnou procesních parametrů při zvlákňování a složením roztoku, zejména volbou rozpouštědla. Bylo zjištěno, že při použití kyseliny mravenčí jako rozpouštědla byl povrch mnohem více homogenní a vlákna měla menší průměr než při použití hexafluoroisopropanolu. Použití dimethylsulfoxidu jako špatného rozpouštědla vedlo ke vzniku mechanicky pevnějších vláken.
Annotation in English
This bachelor thesis describes the preparation of structured layers based on the silk protein Bombyx mori fibroin using electrospinning. Solutions with different protein concentrations in three types of solvents were used. The morphology of the obtained fibers was characterized using a scanning electron microscope and a confocal microscope. Experiments have shown that the resulting structure and thickness of the fibers can be influenced by changing the process parameters during spinning and the composition of the solution. It was found if formic acid was used as the solvent, the surface was much more homogeneous, and the diameter of the fibers were smaller than when hexafluoroisopropanol was used. The use of dimethyl sulfoxide as a poor solvent has led to the formation of mechanically stronger fibers.
Tato bakalářská práce popisuje přípravu strukturovaných vrstev na bázi hedvábného proteinu Bombyx mori fibroinu pomocí elektrostatického zvlákňování. Byly použity roztoky o různých koncentracích proteinu ve třech typech rozpouštědel. Morfologie získaných vláken byla charakterizována pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a konfokálního mikroskopu. Experimenty ukázaly, že výslednou strukturu i tloušťku vláken lze ovlivnit změnou procesních parametrů při zvlákňování a složením roztoku, zejména volbou rozpouštědla. Bylo zjištěno, že při použití kyseliny mravenčí jako rozpouštědla byl povrch mnohem více homogenní a vlákna měla menší průměr než při použití hexafluoroisopropanolu. Použití dimethylsulfoxidu jako špatného rozpouštědla vedlo ke vzniku mechanicky pevnějších vláken.
Annotation in English
This bachelor thesis describes the preparation of structured layers based on the silk protein Bombyx mori fibroin using electrospinning. Solutions with different protein concentrations in three types of solvents were used. The morphology of the obtained fibers was characterized using a scanning electron microscope and a confocal microscope. Experiments have shown that the resulting structure and thickness of the fibers can be influenced by changing the process parameters during spinning and the composition of the solution. It was found if formic acid was used as the solvent, the surface was much more homogeneous, and the diameter of the fibers were smaller than when hexafluoroisopropanol was used. The use of dimethyl sulfoxide as a poor solvent has led to the formation of mechanically stronger fibers.
1. Vypracujte literární rešerši na téma příprava strukturovaných vrstev na bázi hedvábného proteinu a jejich aplikace v regenerativní medicíně.
2. Připravte koncentrované roztoky fibroinu a otestujte možnosti jejich zpracování pomocí elektrostatického zvlákňování.
3. Připravené vlákna charakterizujte pomocí dostupných mikroskopických technik.
4. Výsledky přehledně diskutujte a uveďte hlavní závěry práce.
Research Plan
1. Vypracujte literární rešerši na téma příprava strukturovaných vrstev na bázi hedvábného proteinu a jejich aplikace v regenerativní medicíně.
2. Připravte koncentrované roztoky fibroinu a otestujte možnosti jejich zpracování pomocí elektrostatického zvlákňování.
3. Připravené vlákna charakterizujte pomocí dostupných mikroskopických technik.
4. Výsledky přehledně diskutujte a uveďte hlavní závěry práce.
Recommended resources
[1] HOLLAND, Chris, Keiji NUMATA, Jelena RNJAK-KOVACINA, F. SEIB. The Biomedical Use of Silk: Past, Present, Future. Advanced Healthcare Materials. 2019, 8(1), 26
[2] ROCKWOOD, Danielle, Rucsanda PREDA, Tuna YÜCEL, Xiaoqin WANG, Michael LOVETT, David KAPLAN. Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin. Nature Protocols. 2011, 6(10), 1612-1631
[3] VEPARI, Charu, David KAPLAN. Silk as a biomaterial. Progress in Polymer Science. 2007, 32(8-9), 991-1007
[4] BOSE, Susmita, Caitlin KOSKI, Ashley VU. Additive manufacturing of natural biopolymers and composites for bone tissue engineering. Materials Horizons. 2020, 7(8), 2011-2027
Recommended resources
[1] HOLLAND, Chris, Keiji NUMATA, Jelena RNJAK-KOVACINA, F. SEIB. The Biomedical Use of Silk: Past, Present, Future. Advanced Healthcare Materials. 2019, 8(1), 26
[2] ROCKWOOD, Danielle, Rucsanda PREDA, Tuna YÜCEL, Xiaoqin WANG, Michael LOVETT, David KAPLAN. Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin. Nature Protocols. 2011, 6(10), 1612-1631
[3] VEPARI, Charu, David KAPLAN. Silk as a biomaterial. Progress in Polymer Science. 2007, 32(8-9), 991-1007
[4] BOSE, Susmita, Caitlin KOSKI, Ashley VU. Additive manufacturing of natural biopolymers and composites for bone tissue engineering. Materials Horizons. 2020, 7(8), 2011-2027
