Optimization of preparation of hydrogel with antimicrobial effects

Jakub Zágora

Master's thesis

Abstract:

Mikrobiální rezistence je novým fenoménem, se kterým se musí lidstvo potýkat od období masového využívání antibiotik. S přibývajícími kmeny bakterií odolnými proti antibiotikům se oblast výzkumu přesouvá k novým materiálům s již objevenými nebo potencionálními antibakteriálními účinky. K takovým materiálům patří iontové kapaliny zabudované v hydrogelech. Vhodným materiálem pro tyto aplikace jsou akrylátové a metakrylátové polymery. V diplomové práci byly připraveny hydrogely na bázi kopolymeru 2-hydroxyethylmethakrylátu obsahující různá množství kladně nabitých thiazoliových skupin. Hydrogely byly charakterizovány pomocí metod FTIR, TGA, SEM, reologie, bobtnání a testů antimikrobiálních vlastností. Bylo prokázáno zlepšení bobtnavých vlastností s rostoucím množstvím thiazoliových skupin, avšak bylo zjištěno zhoršení mechanických vlastností a tepelné stability. U všech typů materiálů obsahujících kladně nabité thiazoliové skupiny byly prokázány antimikrobiální vlastnosti.

Abstract:

Microbial resistance is a new phenomenon that humanity has had to deal with since the period of mass use of antibiotics. With the increasing strains of antibiotic-resistant bacteria, the field of research is shifting to new materials with already discovered or potential antibacterial effects. Ionic liquids incorporated into hydrogels belong to such materials. Acrylate and methacrylate polymers are suitable materials for these applications. In the diploma thesis, hydrogels based on a copolymer of 2-hydroxyethyl methacrylate containing various amounts of positively charged thiazolium groups were prepared. The hydrogels were characterized using methods of FTIR, SEM, TGA, rheology, swelling and tests of antimicrobial properties. Improvements in swelling properties have been shown with increasing amounts of thiazolium groups, but deterioration in mechanical properties and thermal stability has been found. Antibacterial and antifungal properties have been demonstrated for all types of materials containing positively charged thiazolium groups.

Keywords

Antimikrobiální účinky, Mikrobiální rezistence, Hydrogely, Antimikrobiální hydrogely, Poly iontové kapaliny

Keywords

Antimicrobial properties, Antimicrobial resistance, Hydrogels, Antimicrobial hydrogels, Poly (ionic liquid)

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 5. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 2. 9. 2020
• Supervisor: Daniela Plachá
• Reader: Alexandra Muñoz-Bonilla

VSB – Technical University of Ostrava

Univerzitní studijní programy

Master programme / field:
Nanotechnologie / Nanotechnologie