Hydrogely na bázi biopolymerů jsou v dnešní době široce zkoumány v souvislosti
s tkáňovým inženýrstvím, konkrétně s 3D biotiskem. Proto se tato práce zabývá tvorbou chemicky síťovaných hydrogelů z kuřecí želatiny s cílem dosáhnout vhodné kompozice pro 3D tisk. Pro úspěšný biotisk je nutné, aby měl daný materiál vhodné vlastnosti nejen z hlediska biokompatibility, ale také mechaniky a tokového chování. Bylo provedeno měření viskozity, na jehož základě proběhl užší výběr gelů pro extruzi. Jako tiskový model posloužila pórovitá mřížka. Přesnost výtisku byla diskutována s ohledem na charakter polymerní sítě a mechanické namáhání během tisku. Bylo prokázáno, že daný systém je možné použít pro extruzní 3D tisk. Na základě výsledků této práce je možné pokračovat ve
výzkumu tohoto materiálu s potenciální aplikací v biotisku.
Anotace v angličtině
Hydrogels based on biopolymers are nowadays widely studied in connection with tissue engineering, specifically with 3D bioprinting. Due to this, the current work deals with the formation of chemically cross-linked hydrogels from chicken gelatin in order to achieve a suitable composition for 3D printing. For successful bioprinting, it is necessary that the material has suitable properties in terms of biocompatibility, but also mechanical and flow behavior. Viscosity measurement was conducted, and the results were used for fine selection of materials for extrusion. A porous grid served as a printing model. The accuracy of the print was discussed with respect to characteristics of the polymer network and the mechanical stress during printing. It has been proven that the system can be used for extrusion 3D printing. Based on the results of this work, it is possible to continue the research of this material with potential applications in bioprinting.
Klíčová slova
3D tisk, 3D biotisk, hydrogely, želatina, oxidovaný dextran
Klíčová slova v angličtině
3D printing, 3D bioprinting, hydrogels, gelatin, oxidized dextran
Rozsah průvodní práce
53 s. (59 448 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Hydrogely na bázi biopolymerů jsou v dnešní době široce zkoumány v souvislosti
s tkáňovým inženýrstvím, konkrétně s 3D biotiskem. Proto se tato práce zabývá tvorbou chemicky síťovaných hydrogelů z kuřecí želatiny s cílem dosáhnout vhodné kompozice pro 3D tisk. Pro úspěšný biotisk je nutné, aby měl daný materiál vhodné vlastnosti nejen z hlediska biokompatibility, ale také mechaniky a tokového chování. Bylo provedeno měření viskozity, na jehož základě proběhl užší výběr gelů pro extruzi. Jako tiskový model posloužila pórovitá mřížka. Přesnost výtisku byla diskutována s ohledem na charakter polymerní sítě a mechanické namáhání během tisku. Bylo prokázáno, že daný systém je možné použít pro extruzní 3D tisk. Na základě výsledků této práce je možné pokračovat ve
výzkumu tohoto materiálu s potenciální aplikací v biotisku.
Anotace v angličtině
Hydrogels based on biopolymers are nowadays widely studied in connection with tissue engineering, specifically with 3D bioprinting. Due to this, the current work deals with the formation of chemically cross-linked hydrogels from chicken gelatin in order to achieve a suitable composition for 3D printing. For successful bioprinting, it is necessary that the material has suitable properties in terms of biocompatibility, but also mechanical and flow behavior. Viscosity measurement was conducted, and the results were used for fine selection of materials for extrusion. A porous grid served as a printing model. The accuracy of the print was discussed with respect to characteristics of the polymer network and the mechanical stress during printing. It has been proven that the system can be used for extrusion 3D printing. Based on the results of this work, it is possible to continue the research of this material with potential applications in bioprinting.
Klíčová slova
3D tisk, 3D biotisk, hydrogely, želatina, oxidovaný dextran
Klíčová slova v angličtině
3D printing, 3D bioprinting, hydrogels, gelatin, oxidized dextran
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Připravte několik typů hydrogelů na bázi biopolymerů.
Zpracujte připravené hydrogely pomocí dostupné 3D tiskárny do základních prostorových útvarů.
Diskutujte vliv vybraných parametrů 3D tisku na výslednou strukturu výtisku.
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Připravte několik typů hydrogelů na bázi biopolymerů.
Zpracujte připravené hydrogely pomocí dostupné 3D tiskárny do základních prostorových útvarů.
Diskutujte vliv vybraných parametrů 3D tisku na výslednou strukturu výtisku.
Seznam doporučené literatury
ATALA, Anthony a James J. YOO. Essentials of 3D biofabrication and translation. Boston: Elsevier/Academic Press, [2015]. ISBN 978-0-12-800972-7.
MALKIN, Alexander Ya. and Avraam Isayev. Rheology – Concepts, Methods, and Applications (3rd Edition). ChemTec Publishing, [2017]. ISBN 978-1-927885-21-5.
CHEN, Yu. Hydrogels Based on Natural Polymers. Elsevier, [2020]. ISBN 978-0-1281-6421-1.
Seznam doporučené literatury
ATALA, Anthony a James J. YOO. Essentials of 3D biofabrication and translation. Boston: Elsevier/Academic Press, [2015]. ISBN 978-0-12-800972-7.
MALKIN, Alexander Ya. and Avraam Isayev. Rheology – Concepts, Methods, and Applications (3rd Edition). ChemTec Publishing, [2017]. ISBN 978-1-927885-21-5.
CHEN, Yu. Hydrogels Based on Natural Polymers. Elsevier, [2020]. ISBN 978-0-1281-6421-1.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student představil komisi výsledky své bakalářské práce. Komise byla seznámena s posudky a hodnocením vedoucího (B-velmi dobře) a oponenta (B-velmi dobře). V rámci posudků byly studentovi položeny následující dotazy oponentky: 1. Vysvětlete pojmy "biokompatibilní, biopolymer, biodegradace". 2. Definujte "bod gelace" a zkuste navrhnout způsob jeho stanovení u vašich vzorků. 3. Vysvětlete, jakou roli hraje při síťovací reakci čpavek. Odpovědi na otázky oponentky byly dostačující.
Poté byla vedena diskuze o bakalářské práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: doc. Kuřitka - Jak se určuje referenční obrazec pro stanovení kritéria tisknutelnosti Pr? Jak případná volba ovlivňuje schopnost čísla Pr vypovídat o kvalitě tisku? Student dotaz zcela zodpověděl. Doc. Mráček - Jak dlouho trval síťovací proces? Dotaz byl zcela zodpovězen. Prof. Ponížil - Proč se neměřila tloušťka vytlačované struny s časem?. Dotaz byl zcela zodpovězen. Student potvrdil hodnocení vedoucího práce. Prokázal velmi dobré znalosti teoretických zásad studované problematiky. K obhajobě bakalářské práce nebyly ze strany komise připomínky.