Směsi hedvábného proteinu a polykaprolaktonu, jejich zpracování a možné aplikace

Bc. Adam Trtek

Master's thesis

Blends of Silk Protein and Polycaprolactone, Their Processing, and Potential Applications.

Abstract:

Diplomová práce zkoumá vliv hedvábného proteinu fibroinu na krystalickou strukturu polykaprolaktonu (PCL) a povrchovou morfologii filmů a 3D tištěných struktur připravených z jejich směsí pro aplikace v tkáňovém inženýrství. V teoretické části práce jsou popsány běžně používané materiály v této oblasti se zaměřením na PCL a fibroin. Experimentální práce je zaměřena na zpracování roztoků PCL a fibroinu v organickém rozpouštědle odléváním a 3D extruzním tiskem. Byl studován vliv rostoucího podílu fibroinu na krystalickou strukturu PCL, přičemž bylo zjištěno, že nižší podíl fibroinu ve směsi indukuje tvorbu specifické prstencové struktury PCL sférolitů. U 3D tištěných struktur byl sledován vliv rychlosti odpařování rozpouštědla na strukturu sférolitů. Působením alkoholu při vysychání výtisku bylo dosaženo tvorby texturovaného povrchu. Změny povrchové textury byly sledovány pomocí optické, elektronové mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. Složení směsí bylo analyzováno pomocí infračervené spektroskopie a rentgenové difrakce.

Abstract:

Diploma thesis investigates the effect of the silk protein fibroin on the crystalline structure of polycaprolactone and the surface morphology of films and 3D printed structures prepared from these blends for tissue engineering applications. The theoretical part of the thesis describes the commonly used materials in this field with a focus on polycaprolactone and fibroin. The experimental work focuses on processing of PCL and fibroin solutions in an organic solvent by casting and 3D extrusion printing. The effect of increasing fibroin content on the crystalline structure of PCL was studied, and it was found that a lower fibroin content in the mixture induces the formation of a specific ring structure of PCL spherulites. For 3D printed structures, the effect of solvent evaporation rate on the spherulite structure was investigated. The application of alcohol during the drying of the print resulted in the formation of a textured surface. Changes in surface texture were monitored using optical, scanning electron and atomic force microscopy. The compositions of the blends were analyzed by infrared spectroscopy and X-ray diffraction.

Keywords

polykaprolakton, hedvábný protein, krystalizace, strukturované povrchy, tkáňové inženýrství

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2024

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Materials Engineering and Nanotechnology / -