Jednou z hlavních výhod hydrogelů pro biomedicínské a kosmetické aplikace je jejich biologická kompatibilita, snadná rozložitelnost, dostupnost, nenákladnost a také nulová toxicita, k čemuž je ale nutné použití netoxických síťovacích činidel. Ty lze získat z přirozeně dostupných biopolymerů. Příkladem takového síťovadla je dialdehyd celulózy (DAC), který je získáván selektivní oxidací celulózy. Tato práce se věnuje přípravě a charakterizaci hydrogelů na bázi částečně acetylovaného chitosanu zesíťovaného pomocí DAC a zkoumání jejich potenciálu pro topikální aplikace v kosmetice a medicíně, jmenovitě reologických vlastnosti, buněčné proliferace, cytotoxicity a rychlosti uvolňování aktivní látky z hydrogelu.
Annotation in English
One of the main advantages of hydrogels for biomedical and cosmetic applications is their biocompatibility, easy degradability, availability, low cost, and also zero toxicity, which requires the use of non-toxic crosslinking agents. These can be obtained from naturally available biopolymers. An example of such crosslinker is cellulose dialdehyde (DAC), which is obtained from the selective oxidation of cellulose. This thesis deals with the preparation and characterization of hydrogels based on partially acetylated chitosan crosslinked by DAC and the investigation of their potential for topical application in cometics and medicine, namely rheological properties, cell proliferation, cytotoxicity, and release of the active substance from the hydrogel.
Keywords
chitosan, dialdehyd celulózy, hydrogel, biologicky aktivní látky, kinetika uvolňování
Keywords in English
chitosan, dialdehyde celluloses, hydrogel, biologically active substances, release kinetics
Length of the covering note
70 s.
Language
CZ
Annotation
Jednou z hlavních výhod hydrogelů pro biomedicínské a kosmetické aplikace je jejich biologická kompatibilita, snadná rozložitelnost, dostupnost, nenákladnost a také nulová toxicita, k čemuž je ale nutné použití netoxických síťovacích činidel. Ty lze získat z přirozeně dostupných biopolymerů. Příkladem takového síťovadla je dialdehyd celulózy (DAC), který je získáván selektivní oxidací celulózy. Tato práce se věnuje přípravě a charakterizaci hydrogelů na bázi částečně acetylovaného chitosanu zesíťovaného pomocí DAC a zkoumání jejich potenciálu pro topikální aplikace v kosmetice a medicíně, jmenovitě reologických vlastnosti, buněčné proliferace, cytotoxicity a rychlosti uvolňování aktivní látky z hydrogelu.
Annotation in English
One of the main advantages of hydrogels for biomedical and cosmetic applications is their biocompatibility, easy degradability, availability, low cost, and also zero toxicity, which requires the use of non-toxic crosslinking agents. These can be obtained from naturally available biopolymers. An example of such crosslinker is cellulose dialdehyde (DAC), which is obtained from the selective oxidation of cellulose. This thesis deals with the preparation and characterization of hydrogels based on partially acetylated chitosan crosslinked by DAC and the investigation of their potential for topical application in cometics and medicine, namely rheological properties, cell proliferation, cytotoxicity, and release of the active substance from the hydrogel.
Keywords
chitosan, dialdehyd celulózy, hydrogel, biologicky aktivní látky, kinetika uvolňování
Keywords in English
chitosan, dialdehyde celluloses, hydrogel, biologically active substances, release kinetics
Research Plan
Diplomová práce se bude zabývat přípravou a charakterizací hydrogelních filmů určených pro topikální aplikace jako jsou obvazové materiály, náplasti, či pleťové masky. Náplní práce bude zpracování literární rešerše na téma hydrogelů na bázi chitosanu, a jejich využití jako biomateriálů nebo kosmetických přípravků s důrazem na kožní aplikace. V experimentální části bude probíhat příprava a charakterizace filmů na bázi chitosanu zesíťovaných pomocí netoxického síťovadla rovněž na bázi polysacharidu. Bude zkoumán vliv množství síťovadla na vlastnosti hydrogelů jako bobtnání, porozita či hustota sítě. Následně bude hydrogel nasycen roztokem biologicky aktivní látky a bude studována kinetika jejího uvolňování v závislosti na vlastnostech hydrogelů.
Research Plan
Diplomová práce se bude zabývat přípravou a charakterizací hydrogelních filmů určených pro topikální aplikace jako jsou obvazové materiály, náplasti, či pleťové masky. Náplní práce bude zpracování literární rešerše na téma hydrogelů na bázi chitosanu, a jejich využití jako biomateriálů nebo kosmetických přípravků s důrazem na kožní aplikace. V experimentální části bude probíhat příprava a charakterizace filmů na bázi chitosanu zesíťovaných pomocí netoxického síťovadla rovněž na bázi polysacharidu. Bude zkoumán vliv množství síťovadla na vlastnosti hydrogelů jako bobtnání, porozita či hustota sítě. Následně bude hydrogel nasycen roztokem biologicky aktivní látky a bude studována kinetika jejího uvolňování v závislosti na vlastnostech hydrogelů.
Recommended resources
[1] Kim, U.-J.; Lee, Y. R.; Kang, T. H.; Choi, J. W.; Kimura, S.; Wada, M. Protein Adsorption of Dialdehyde Cellulose-Crosslinked Chitosan with High Amino Group Contents. Carbohydrate Polymers 2017, 163 (Supplement C), 34-42.
[2] L. Münster, Z. Capáková, M. Fišera, I. Kuřitka, J. Vícha, Carbohydrate Polymers 2019, 218, 333-342.
[3] H. Hamedi, S. Moradi, S. M. Hudson, A. E. Tonelli, Carbohydrate Polymers 2018, 199, 445-460.
[4] J. Fu, F. Yang, Z. Guo, New J. Chem. 2018, 42, 17162-17180.
[5] M. Muchová, L. Münster, Z. Capáková, V. Mikulcová, I. Kuřitka, J. Vícha, Materials Science and Engineering: C 2020, 116, 111242.
Recommended resources
[1] Kim, U.-J.; Lee, Y. R.; Kang, T. H.; Choi, J. W.; Kimura, S.; Wada, M. Protein Adsorption of Dialdehyde Cellulose-Crosslinked Chitosan with High Amino Group Contents. Carbohydrate Polymers 2017, 163 (Supplement C), 34-42.
[2] L. Münster, Z. Capáková, M. Fišera, I. Kuřitka, J. Vícha, Carbohydrate Polymers 2019, 218, 333-342.
[3] H. Hamedi, S. Moradi, S. M. Hudson, A. E. Tonelli, Carbohydrate Polymers 2018, 199, 445-460.
[4] J. Fu, F. Yang, Z. Guo, New J. Chem. 2018, 42, 17162-17180.
[5] M. Muchová, L. Münster, Z. Capáková, V. Mikulcová, I. Kuřitka, J. Vícha, Materials Science and Engineering: C 2020, 116, 111242.
