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.
Anotace v angličtině
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.
Klíčová slova
chitosan, dialdehyd celulózy, hydrogel, biologicky aktivní látky, kinetika uvolňování
Klíčová slova v angličtině
chitosan, dialdehyde celluloses, hydrogel, biologically active substances, release kinetics
Rozsah průvodní práce
70 s.
Jazyk
CZ
Anotace
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.
Anotace v angličtině
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.
Klíčová slova
chitosan, dialdehyd celulózy, hydrogel, biologicky aktivní látky, kinetika uvolňování
Klíčová slova v angličtině
chitosan, dialdehyde celluloses, hydrogel, biologically active substances, release kinetics
Zásady pro vypracování
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.
Zásady pro vypracování
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.
Seznam doporučené literatury
[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.
Seznam doporučené literatury
[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.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student představil komisi výsledky své diplomové práce. Poté byla komise seznámena s posudky a hodnocením vedoucího a oponenta (hodnocení vedoucího: A - výborně, hodnocení oponenta: A - výborně). V rámci posudků byly studentovi položeny následující dotazy oponenta a vedoucího: doc. Ing. Věra Kašpárková, CSc. – Kap 5.3.2: Ověřila jste nějakým způsobem stupeň acetylace/deacetylace SCN? Pokud ne, jak by to bylo možné provést? ZODPOVĚZEN ZCELA Je nějak důvod, proč byly roztoky SCN a DAC připravené rozpouštěním v injekčních stříkačkách? ZODPOVĚZEN ZCELA Navrhněte způsob úpravy vámi studovaných hydrogelů, kterým by bylo možné potlačit „burst efekt“ při uvolňování aktivních látek, znázorněný na Obrázku 27. ZODPOVĚZEN ZCELA
Poté byla vedena diskuze o diplomové práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. – Proč jste si vybrala zrovna kofein vzhledem k jeho difundaci? ZODPOVĚZEN ZCELA V jakých přípravcích můžeme najít kofein? ZODPOVĚZEN ZCELA doc. Ing. Rahula Janiš, CSc. - Jaký je rozdíl mezi stahujícím účinkem u kofeinu a čaje? ZODPOVĚZEN ZCELA Jaký je rozdíl mezi mokrým a suchým hojením? ZODPOVĚZEN ZCELA doc. Ing. Jana sedlaříková, Ph.D. Jaké další aktivní látky jste zvažovali použít?ZODPOVĚZEN ZCELA Jak je rozdíl v proliferaci na hydrogelu a v přítomnosti hydrogelu? ZODPOVĚZEN ZCELA Ing. Lucie Urbánková, Ph.D. - Sama jste chitosan deacetylovala? ZODPOVĚZEN ZCELA Jak jste připravila hydrogelový extrakt? NEZODPOVĚZEN doc. Ing. Věra Kašpárková, Ph.D. - Proč neposkytují výrobci informaci o rozpustnosti chitosanu v závislosti na jejich deacetylaci? ZODPOVĚZEN ZCELA