Kompozitní materiály na bázi polysacharidů

Ing. Simona Káčerová

Doctoral thesis

Composite materials based on polysaccharides

Abstract:

Jedním z nejdůležitějších aspektů regenerativní medicíny je příprava biologicky aktivního biomateriálu s vhodnými biologickými, ale i materiálovými vlastnostmi. Jednou z nejaktraktivnějších forem biomateriálů jsou hydrogely, kterým se dostává velké pozornosti z důvodu jejich podobnosti s přirozeným extracelulárním matrixem, ale také pro jejich schopnost podporovat buněčnou proliferaci, migraci, diferenciaci a umožnění transportu kyslíku a živin. Hydrogely mohou být navíc navrhovány podle požadavků konkrétních aplikací, jako jsou například scaffoldy pro léčení různých tkání, nebo systémy pro cílené dodávání léčiv. Kromě toho mohou být do hydrogelu inkorporovány různé molekuly, které poskytují specifické bioaktivní vlastnosti. Jedním z bioaktivních činidel jsou vodivé polymery, které mohou být důležité při léčbě nervových nebo srdečních tkání. Experimenty popsané v této práci byly zaměřeny na přípravu hydrogelů na bázi polysacharidů, jelikož vykazují dobrou biokompatibilitu a zároveň jsou neimunogenní. Dále byly připraveny koloidní disperse vodivého polypyrrolu za účelem vytvoření bioaktivních kompozit pro hojení ran. Tato práce se také zaměřila na stanovení cykompatibility všech připravených materiálů.

Abstract:

One of the most important aspects of effective regenerative medicine is the design of biologically active materials with appropriate biological and material properties. Hydrogels have been receiving great attention as one of the most attractive form of biomaterials. The main reasons are their versatility allowing them to mimic the natural extracellular matrix composition and mechanical properties, their ability to support cell proliferation, migration, differentiation, and allowing of transport of oxygen and nutrients within their structure. Moreover, hydrogels can be engineered according to the demand of specific applications, such as scaffolds for treating various tissues or drug delivery and wound healing systems. In addition, various molecules can be incorporated into the hydrogel to provide specific bioactive properties. The conducting polymers, which could be important in treating nervous or cardiac tissues, are one of the possible bioactive agents. Experiments described in this thesis were focused on the preparation of biomaterials based on polysaccharides due to their biocompatible, nonimmunogenic, and tunable properties. Furthermore, colloidal dispersions of conducting polypyrrole were prepared in order to successfully fabricate bioactive composites for wound healing. This work also focused on the determination of the cytocompatibility of all prepared materials.

Keywords

tkáňové inženýrství, biomateriály, kompozity, hydrogely, vodivé polymery

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 31. 8. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Tomas Bata University in Zlín

Doctoral programme / field:
Material Sciences and Engineering / Biomaterials and Biocomposites