Syntéza a modifikace fyzikálně-chemických vlastností gelových soustav pro terapeutické aplikace

Ing. Ivana KUPSKÁ

Doctoral thesis

Synthesis and modification of physico-chemical properties of gel systems for therapeutic applications

Abstract:

Tato práce v teoretické části popisuje čtyři základní kapitoly, kde v první byl popsán obecný přehled gelových soustav. Dále navazuje na hlavní kapitolu o kyselině hyaluronové (HA) jakož to významného zástupce biopolymerů se širokým významem jak v biologii tak i v praktických terapeutických a biomedicínských aplikacích. V této kapitole je podrobně popsáno chemické složení HA a jeho struktura v roztoku, ale také chování polymerního klubka spolu s polyelektorolytickým a reologickým chováním. Další podstatná kapitola se zabývá základními typy derivátů této kyseliny, postupu syntézy a jejich materiálově a fyzikálně-chemické charakterizace. Poslední kapitola teoretického rámce je zaměřena na viskozitu a charakteristiku viskozimetrického měření, kterou byly studovány polymerní roztoky HA. Předložená práce je v praktické části zaměřena na studium reologických vlastností roztoků hyaluronátu sodného. Předmětem studie bylo pomocí fyzikálně chemických metod sledovat chování hyaluronových roztoků v závislosti na koncentraci. Pro bližší zkoumání vlivu prostředí byly testovány různé iontové složení rozpouštědla. Z důvodu termodynamických parametrů toku je dále popisován vliv rostoucí teploty na viskozitu roztoků a také vliv měnícího se pH. Na základě získaných dat z viskozimetrického měření byly určeny hodnoty limitního viskozitního čísla a Hugginsovy konstanty, které jsou důležité pro pochopení chování polymerního klubka a jeho konformačních změn. Součástí praktické části byla také charakterizace povrchové energie pomocí inverzní plynové chromatografie (SEA), charakterizace práškové formy kyseliny hyaluronové na základě reologického měření, analýza povrchu prášku HA metodou SEM a studování procesu probíhajícího ve struktuře pomocí termogravimetrie.

Abstract:

This thesis is divided into 4 theoretical basic parts. Gels systems in general are described into first part followed by main part regarding hyaluronic acid as significant biopolymers with wide range of use in biology and also in therapeutic fields in biomedical applications. There is a chemistry description and its structure in solution study, but also approach of polymeric coil behaviour with respect to polyelectrolytical and rheological behaviour aspects. Next part deals with basic HA derivates, syntehesis description and physico-chemical characterization. Last theoretical part is mainly focused HA polymeric solution, by studying of viscosimetric measurement. Submitted thesis is deeply focused on rheological properties of studied sodium hyaluronate solution. The main body of practical part is solved by polymer concentration dependence to rheological sodium hyaluronate solution study from methodical point of view with respect to physico-chemical characterization. Therefore, a viscometric measurement is also discussed as a basic of polymer solution study. Influence of increasing temperature and effect of pH change to viscosity solution is described further due to thermodynamic parameters of flow. Ionic composition of solvents and chemical modification by acid and alkaline substances are also mentioned. Based on viscosimetric measurement data of polymeric coil and conformation changes, intrinsic viscosity and Huggin's constant were calculated. Surface energy characterization by inverse gas chromatography (SEA) approach is also mentioned. HA topography study by scanning electron microscophy and structure processes by thermogravimetry are described as well.

Keywords

Kyselina hyaluronová (HA), deriváty kyseliny hyaluronové, viskozita, Hugginsova konstanta, limitní viskozitní číslo, prášková reologie, povrchové vlastnosti.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 8. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 27. 10. 2017

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Chemistry and Materials Technology