Využití nanovlákenných materiálů při vývoji mikrofluidních zařízení pro biomedicínské aplikace

Mgr. David POUSTKA

Master's thesis

The use of nanofibrous materials in development of microdevices for bioanalytical applications

Abstract:

Práce se zabývá problematikou kultivačních modelů použitelných jako náhrady živých modelů a pro testování léčiv. [vyňato 66 slov] Stabilita nanovlákenného materiálu ve vodném prostředí - které je pro buněčné kultivace nezbytné - byla zvýšena fotochemickým síťováním. [vyňato 11 slov] Výsledné systémy byly analyzovány pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu a podrobeny buněčným kultivačním testům. Byl objeven a následně důkladně zkoumán negativní vliv fotopolymeru na růst buněčné kultury B14. Toxické látky uvolňující se z platforem do kultivačního média způsobovaly inhibici růstu buněk až jejich úplné usmrcení. Pro zvýšení biokompatibility polymerních struktur se z řady testovaných postupů, kromě dostatečného vytvrzení UV zářením, osvědčila extrakce čistým ethanolem. Uvolňované škodlivé látky byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie. Dosažené výsledky a prezentovaný model poslouží k dalšímu testování a jako základ pro konstrukci komplexních mikrofluidních zařízení, jejichž prototyp byl v rámci práce také připraven.

Abstract:

The major purpose of this thesis was to study the possibilities [vyňato 83 slov] While an aquatic environment is crucial for successful cell cultivation, the water solubility of the nanofibrous layer was dramatically lowered by photochemical crosslinking. All the processes used were thoroughly studied and optimized. The resulting structures were documented via scanning electron microscopy and B14 cell cultivation trials were conducted to test the biocompatibility of the prepared systems. A strong negative influence of these polymeric platforms on cell culture was discovered. Toxic substances leached into the cell culture media, resulting in the inhibition of cell growth and even cell death. Different approaches to increasing the biocompatibility of the prepared polymeric structures were tried. A sufficient UV dose used to cure the platform, followed by bathing in 96% ethanol had a notable positive effect on cell survival and growth rate. Toxic substances extracted from the polymeric structures have been analyzed using mass spectrometry. The results acquired and the final cell culture system will help in the future development of this field and serve as a basis for more complicated microfluidic devices. One such microfluidic device was also prototyped and presented.

Keywords

orgány na čipu, mikrofluidní systémy, [vyňato 9 slov], stabilita, buněčné kultivace, hmotnostní spektrometrie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2019
• Supervisor: Mgr. Jan Malý, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / field:
Nanotechnology / Applied Nanotechnology