Nanokompozity pro medicínské aplikace

Kateryna Filatova

Doctoral thesis

Nanocomposites for Medical Application

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.

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.

Keywords

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

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 1. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 3. 2024
• Vedúci: prof. Ing. Vladimír Sedlařík, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

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