Difuzně řízené uvolňovaní látek z nanovlákenných struktur

Ing. Nikifor Asatiani

Doctoral thesis

Diffusion-controlled release of substances from nanofibrous structures

Abstract:

The research and development of nanofibrous drug carriers is a hot topic in the field of controlled drug delivery. However, nanofi- brous systems have many unique properties that force the search for new approaches to describe and predict the release of bioactive compounds from nanofibers. This dissertation aimed to research and develop polymeric nanofiber systems mainly for use in skin medicine. In this study, various molecules were incorporated into nanofibers by electrospinning, and the fabricated materials were characterized in terms of key parameters relevant to the resulting applications. The mathematical model developed in this study en- ables a more accurate determination of drug diffusion coeicients and prediction of drug release kinetics based on fiber morphology. The work also resulted in a method to eiciently encapsulate sen- sitive biomolecules into polymer nanofibers' structure. The results of this study can serve as a good platform for further studies in the manufacturing and characterization of electrospun wound dress- ings. In addition, this work provides insights into previously unex- plored mechanisms of drug release from nanofibers.

Abstract:

Výzkum a vývoj nanovlákenných nosičů léčiv jsou stále aktuálním tématem v oboru řízené dopravy léčiv. Nicméně, nanovlákenné systémy mají řadu unikátních vlastností, které nutí hledat nové přístupy pro popis a předpověď uvolňování bioaktivních látek z nanovláken. Cílem této disertační práce byl výzkum a vývoj polymerních nanovlákenných systémů zejména pro využití v kožní medicíně. V této studii byly různé molekuly inkorporovány do nanovláken metodou elektrostatického zvlákňování a výrobené ma- teriály byly charakterizovány z hlediska relevantních parametrů, klíčových pro výsledné aplikace. Matematický model vyvinutý v rámci této studie umožňuje přesnější stanovení difuzních koeficientů léčiv a také predikci kinetiky jejich uvolňování na základě mor- fologie vláken. Výsledkem práce je také metoda umožňující efek- tivní enkapsulaci citlivých biomolekul do struktury polymerních nanovláken. Výsledky této studie mohou sloužit jako dobrá plat- forma pro další studie v oblasti výroby a také charakterizace elek- trostaticky zvlákněných krytů ran. Kromě toho tato práce posky- tuje poznatky o dosud neprozkoumaných mechanismech uvolňování léčiv z nanovláken.

Keywords

difúze, řízená doprava léčiv, kožní kryty, matem- atický model, morfologie

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 11. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Petr Mikeš, Ph.D.

Technical University of Liberec

Technical University of Liberec

Doctoral programme / field:
Nanotechnology / Nanotechnology