Nanokompozity pro medicínské aplikace

Mgr. Kateryna Filatova

Doctoral thesis

Nanocomposites for Medical Application

Abstract:

Tato práce je zaměřena na výrobu hybridních (organicko-anorganických) nanokompozitů, které jsou v podobě částic na bázi křemíku (Si) určeny pro budoucí aplikace v medicíně. Za tímto účelem byl proveden podrobný přehled současného stavu v oblasti nanokompozitních materiálů, se zvláštním důrazem na přípravu, charakterizaci, biokompatibilitu nanokompozitů na bázi Si a otázky týkající se této problematiky. Hlavní cíle byly řešeny následovně: nejprve byla provedena příprava nosičů na bázi Si modifikovaného chitosanem (CS) a chitosanem s kyselinou mléčnou (CS-g-PLA), jako systémy pro řízené dodávání léčiv. Dále za tímto účelem byly připraveny částice Si s hliníkem pro léčiva, které mají špatnou rozpustnost ve vodě. Pro trvalé uvolňování bioaktivních sloučenin byl popsán potenciál nanovláken Si-PLA. Během výzkumu byla syntetizována, charakterizována a testována biokompatibilita nanokompozitů na bázi křemíkový částic s modelovým léčivem (např. methotrexate a doxorubicine), byla realizována úprava (fyzická a chemická) jejich povrchů. Tyto nanokompozity byly studovány pomocí analýzy jejich interakci s biologickým materiálem pro potenciální využití ve farmaceutickém průmyslu.

Abstract:

This thesis is focused on fabrication of hybrid (organic-inorganic) nanocomposites using Silica-based particles for their application in medicine. For that purpose, a detailed overview of the current state of art in the field of nanocomposite materials, with a particular attention to the preparation, characterization, biocompatibility of Silica-based nanocomposites, and conventional issues related to that matter was performed. Besides that the main objectives have been addressed as follows: first, fabrication of Si-based carriers modified with CS and chitosan grafted polylactic acid (CS-g-PLA) as controlled drug delivery systems (DDS) was performed. After, preparation of Si particles doped with Aluminium for as DDS for poor water soluble drugs was accomplished and potential of Si-PLA nanofibers for sustained relealse of bioactive compounds was described. During the realization of this thesis, Silica-based nanostructured materials were synthesized, characterized, tested on the biocompatibility issues, loaded with a model drug, physical and chemically modified on their surface, and preliminarily studied as potential medical tools analysing their interactions with biological objects for their further medical application.

Keywords

nanokompozity, částice na bázi křemíku, množství dodávaného léčiva, studie uvolňování, biologická dostupnost, biokompatibilita a toxicita, řízené/cílené dodávání léčiv

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 1. 2024

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Vladimír Sedlařík, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Technology of Macromolecular Compounds