Cílem této bakalářské práce je příprava a charakterizace termo-responzivního systému pro biomedicínské aplikace. Konkrétně se jedná o modifikaci kyseliny hyaluronové pomocí poly(isopropylakrylamidu), čímž vznikne termo-responsivní polymer, který je za laboratorní teploty rozpustný, ale po zahřátí nad dolní kritickou rozpouštěcí teplotu se vytvoří hydrogel, který by měl následně nalézt svou aplikaci např. ve farmakologii jako nosič léčiv. Charakteristiky termoresponzivního hydrogelu, které budou zkoumány v této práci jsou např. stanovení dolní kritické rozpouštěcí teploty (LCST), reologické vlastnosti, biokompatibilita a cytotoxicita.
Anotace v angličtině
The aim of the dissertation is the preparation and characterization of a thermo-responsive system for biomedical applications. In particular, hyaluronic acid is modified with poly (isopropyl acrylamide) for the preparation of thermo-responsive hydrogel which is soluble at laboratory temperature but forms hydrogel when heated above low critical solubility temperature, which can find its purpose in pharmacology as a drug carrier. Characteristics of prepared thermo-responsive hydrogel discussed are the determination of low critical solubilization temperature (LCST), rheological properties, biocompatibility, and cytotoxicity.
Cílem této bakalářské práce je příprava a charakterizace termo-responzivního systému pro biomedicínské aplikace. Konkrétně se jedná o modifikaci kyseliny hyaluronové pomocí poly(isopropylakrylamidu), čímž vznikne termo-responsivní polymer, který je za laboratorní teploty rozpustný, ale po zahřátí nad dolní kritickou rozpouštěcí teplotu se vytvoří hydrogel, který by měl následně nalézt svou aplikaci např. ve farmakologii jako nosič léčiv. Charakteristiky termoresponzivního hydrogelu, které budou zkoumány v této práci jsou např. stanovení dolní kritické rozpouštěcí teploty (LCST), reologické vlastnosti, biokompatibilita a cytotoxicita.
Anotace v angličtině
The aim of the dissertation is the preparation and characterization of a thermo-responsive system for biomedical applications. In particular, hyaluronic acid is modified with poly (isopropyl acrylamide) for the preparation of thermo-responsive hydrogel which is soluble at laboratory temperature but forms hydrogel when heated above low critical solubility temperature, which can find its purpose in pharmacology as a drug carrier. Characteristics of prepared thermo-responsive hydrogel discussed are the determination of low critical solubilization temperature (LCST), rheological properties, biocompatibility, and cytotoxicity.
Práce se bude zabývat modifikací biopolymerů jako je např. celulóza nebo k. hyaluronová pomocí termo-responzivního polymeru (N-isopropylakrylamidu) za účelem přípravy tzv. stimuli-responzivních materiálů (hydrogelů, mikro/nanogelů) pro medicínské aplikace. Cílem je prozkoumat možnosti tvorby tzv. stimuli-responsivních biokompatibilních materiálů, které budou dobře rozpustné ve vodě za laboratorní teploty, ale u kterých dojde k sol-gel přechodu (gelaci) při tělesné teplotě. Takovéto materiály umožnují snadné injekční podání a přitom mohou sloužit např. jako zásobníky léčiv s dlouhodobým uvolňováním.
V průběhu práce student zpracuje literární rešerši na téma aplikace termo-responsivních polymerů v medicíně, seznámí se s chemií polysacharidů, bio-konjugačními reakcemi a bude se věnovat optimalizaci syntézy těchto materiálů s ohledem na molekulovou hmotnost polysacharidu, stupeň substituce polymeru a jejich výsledné formulace (hydrogel, mikro/nanogel), které následně charakterizuje za pomocí vhodných chemicko-fyzikálních metod.
Zásady pro vypracování
Práce se bude zabývat modifikací biopolymerů jako je např. celulóza nebo k. hyaluronová pomocí termo-responzivního polymeru (N-isopropylakrylamidu) za účelem přípravy tzv. stimuli-responzivních materiálů (hydrogelů, mikro/nanogelů) pro medicínské aplikace. Cílem je prozkoumat možnosti tvorby tzv. stimuli-responsivních biokompatibilních materiálů, které budou dobře rozpustné ve vodě za laboratorní teploty, ale u kterých dojde k sol-gel přechodu (gelaci) při tělesné teplotě. Takovéto materiály umožnují snadné injekční podání a přitom mohou sloužit např. jako zásobníky léčiv s dlouhodobým uvolňováním.
V průběhu práce student zpracuje literární rešerši na téma aplikace termo-responsivních polymerů v medicíně, seznámí se s chemií polysacharidů, bio-konjugačními reakcemi a bude se věnovat optimalizaci syntézy těchto materiálů s ohledem na molekulovou hmotnost polysacharidu, stupeň substituce polymeru a jejich výsledné formulace (hydrogel, mikro/nanogel), které následně charakterizuje za pomocí vhodných chemicko-fyzikálních metod.
Seznam doporučené literatury
[1] D’Este, M.; Eglin, D.; Alini, M. A Systematic Analysis of DMTMM vs EDC/NHS for Ligation of Amines to Hyaluronan in Water. Carbohydrate Polymers2014, 108, 239-246. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.02.070.
[2] Maudens, P.; Meyer, S.; Seemayer, C. A.; Jordan, O.; Allémann, E. Self-Assembled Thermoresponsive Nanostructures of Hyaluronic Acid Conjugates for Osteoarthritis Therapy. Nanoscale2018, 10 (4), 1845-1854. https://doi.org/10.1039/C7NR07614B.
[3] Lanzalaco, S.; Armelin, E. Poly(N-Isopropylacrylamide) and Copolymers: A Review on Recent Progresses in Biomedical Applications. Gels2017, 3 (4). https://doi.org/10.3390/gels3040036.
Seznam doporučené literatury
[1] D’Este, M.; Eglin, D.; Alini, M. A Systematic Analysis of DMTMM vs EDC/NHS for Ligation of Amines to Hyaluronan in Water. Carbohydrate Polymers2014, 108, 239-246. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.02.070.
[2] Maudens, P.; Meyer, S.; Seemayer, C. A.; Jordan, O.; Allémann, E. Self-Assembled Thermoresponsive Nanostructures of Hyaluronic Acid Conjugates for Osteoarthritis Therapy. Nanoscale2018, 10 (4), 1845-1854. https://doi.org/10.1039/C7NR07614B.
[3] Lanzalaco, S.; Armelin, E. Poly(N-Isopropylacrylamide) and Copolymers: A Review on Recent Progresses in Biomedical Applications. Gels2017, 3 (4). https://doi.org/10.3390/gels3040036.
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. Poté byla komise seznámena s posudky a hodnocením vedoucího a oponenta (hodnocení vedoucího: B - velmi dobře, hodnocení oponenta: A - výborně). V rámci posudků byly studentovi položeny následující dotazy oponenta: Ing. Barbora Hanulíková, Ph.D - 1. Jaká je obecně závislost kritické gelační koncentrace (CGC) na molární hmotnosti polymeru? ZODPOVĚZEN ZCELA, Vzhledem k tomu, že výhodným řešením by bylo připravit systém s LCST kolem 37 °C, jak by šel daný hydrogel HANN či HANV ještě teoreticky upravit, aby došlo ke zvýšení jeho LCST, která byla v práci stanovena na 26–32 °C? ZODPOVĚZEN ZCELA
Poté byla vedena diskuze o bakalářské práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D. – Jaké buněční linie byly použity pro testování cytotoxicity? ZODPOVĚZEN ZCELA, Z jakého důvodu byla zvolena tato buněčná linie? ZODPOVĚZEN ČÁSTEČNĚ, Jaký byl proces vyhodnocení cytotoxicity? ZODPOVĚZEN ZCELA, Je možné, že by modifikace Vašich vzorků mohla změnit průběh reakce vyhodnocování cytotoxicity? ZODPOVĚZEN ZCELA. doc. Ing. Jana Sedlaříková, Ph.D. - Jaké je možné využití Vašich vzorků? ZODPOVĚZEN ZCELA, Který vzorek je více reprezentativní pro využití v praxi? ZODPOVĚZEN ZCELA.