Cílem práce je studium degradace a sledování vlivu degradace na mechanické vlastnosti polyesterových mikro a nanovlákenných materiálů, se zaměřením na polykaprolakton. V teoretické části jsou rešeršní formou popsány technologie výroby nanovlákenných vrstev, materiály využívané v tkáňovém inženýrství, mechanismus degradace a testování mechanických vlastností. V experimentální části jsou popsány metody a materiály použité při experimentech. V části výsledky a diskuze je popsána charakteristika vstupních materiálů, optimalizace enzymatické degradace (použitým enzymem byla Lipáza z Pseudomonas Cepacia) a měření mechanických vlastností v závislosti na stupni degradace. Během degradace se sledoval a hodnotil hmotnostní úbytek materiálu, změna morfologie, změna molekulové hmotnosti polymeru a změna krystalinity. Dále se sledovaly mechanické vlastnosti v průběhu degradace pomocí tahových zkoušek. Z výsledků vyplývá, že při vhodně zvolené koncentraci enzymu, je možné prodloužit dobu degradace a tím i déle provádět mechanické testování. Při koncentraci 5 U/10 mg vzorku bylo možné měřit mechanické vlastnosti až do 6. dne. V průběhu degradace dochází ke zhoršení mechanických vlastností všech testovaných materiálů. Zásadní vliv na degradaci má molekulová hmotnost polymeru. Materiál s vyšší molekulovou hmotností (PCL80) degraduje pomaleji a má lepší mechanické vlastnosti ve srovnatelné fázi degradace než materiály s nižší molekulovou hmotností (PCL45_A, PCL45_B).
Anotace v angličtině
The main aim of this thesis is to study the degradation and monitoring of degradation effect on the mechanical properties of polyester microfibrous and nanofibrous materials. The work is focused on matherials made from polycaprolactone. The theoretical part describes the technologies of nanofibrous layers production, materials used in the tissue engineering, the mechanism of polymer degradation and testing of mechanical properties. The experimental part describes the methods and materials used in the experiments. The results and discusion section describes the characteristics of the input materials, the optimalization of enzymatic degradation (the enzyme used was Lipase from Pseudomonas Cepacia) and the measurement of mechanical properies depending on the degree of degradation. During the degradation were monitored and evaluated the weight loss of the material, the change in morphology, the change in molecular weight of polymer and the change in rystalinity. Selected mechanical properties of materals during degradation were studied. The results show that with appropriately enzyme concentration the degradation time can be extended and the mechanical testing can be perfomed longer. At the concentration 5 U/10 mg of the sample was possible to measure the mechanical properties till day 6. During the degradation the mechanical properties of all tested materials deteriorate. The material prepared from the higher molecular weight polymer (PCL80) degrades significantly lower than those prepared from the polymer of the lower molecular weight (PCL45_A, PCL45_B). This material also exhibits better mechanical properties in a comparable degradation phase.
Cílem práce je studium degradace a sledování vlivu degradace na mechanické vlastnosti polyesterových mikro a nanovlákenných materiálů, se zaměřením na polykaprolakton. V teoretické části jsou rešeršní formou popsány technologie výroby nanovlákenných vrstev, materiály využívané v tkáňovém inženýrství, mechanismus degradace a testování mechanických vlastností. V experimentální části jsou popsány metody a materiály použité při experimentech. V části výsledky a diskuze je popsána charakteristika vstupních materiálů, optimalizace enzymatické degradace (použitým enzymem byla Lipáza z Pseudomonas Cepacia) a měření mechanických vlastností v závislosti na stupni degradace. Během degradace se sledoval a hodnotil hmotnostní úbytek materiálu, změna morfologie, změna molekulové hmotnosti polymeru a změna krystalinity. Dále se sledovaly mechanické vlastnosti v průběhu degradace pomocí tahových zkoušek. Z výsledků vyplývá, že při vhodně zvolené koncentraci enzymu, je možné prodloužit dobu degradace a tím i déle provádět mechanické testování. Při koncentraci 5 U/10 mg vzorku bylo možné měřit mechanické vlastnosti až do 6. dne. V průběhu degradace dochází ke zhoršení mechanických vlastností všech testovaných materiálů. Zásadní vliv na degradaci má molekulová hmotnost polymeru. Materiál s vyšší molekulovou hmotností (PCL80) degraduje pomaleji a má lepší mechanické vlastnosti ve srovnatelné fázi degradace než materiály s nižší molekulovou hmotností (PCL45_A, PCL45_B).
Anotace v angličtině
The main aim of this thesis is to study the degradation and monitoring of degradation effect on the mechanical properties of polyester microfibrous and nanofibrous materials. The work is focused on matherials made from polycaprolactone. The theoretical part describes the technologies of nanofibrous layers production, materials used in the tissue engineering, the mechanism of polymer degradation and testing of mechanical properties. The experimental part describes the methods and materials used in the experiments. The results and discusion section describes the characteristics of the input materials, the optimalization of enzymatic degradation (the enzyme used was Lipase from Pseudomonas Cepacia) and the measurement of mechanical properies depending on the degree of degradation. During the degradation were monitored and evaluated the weight loss of the material, the change in morphology, the change in molecular weight of polymer and the change in rystalinity. Selected mechanical properties of materals during degradation were studied. The results show that with appropriately enzyme concentration the degradation time can be extended and the mechanical testing can be perfomed longer. At the concentration 5 U/10 mg of the sample was possible to measure the mechanical properties till day 6. During the degradation the mechanical properties of all tested materials deteriorate. The material prepared from the higher molecular weight polymer (PCL80) degrades significantly lower than those prepared from the polymer of the lower molecular weight (PCL45_A, PCL45_B). This material also exhibits better mechanical properties in a comparable degradation phase.
1. Rešerše daného tématu.
2. Základní charakteristika vybraných polyesterových vlákenných materiálů: morfologie (průměr vláken, plošná hmotnost), smáčivost (kontaktní úhel).
3. Optimalizace enzymaticky katalyzované degradace.
4. Analýza průběhu degradace: měření hmotnostního úbytku, změna morfologie, změna molekulové hmotnosti použitých polyesterů, vliv na mechanické vlastnosti.
5. Vyhodnocení výsledků.
Zásady pro vypracování
1. Rešerše daného tématu.
2. Základní charakteristika vybraných polyesterových vlákenných materiálů: morfologie (průměr vláken, plošná hmotnost), smáčivost (kontaktní úhel).
3. Optimalizace enzymaticky katalyzované degradace.
4. Analýza průběhu degradace: měření hmotnostního úbytku, změna morfologie, změna molekulové hmotnosti použitých polyesterů, vliv na mechanické vlastnosti.
5. Vyhodnocení výsledků.
Seznam doporučené literatury
1. Dong Y., Liao S., Nghiam M., Chan C., Ramakrishna S. Degradation Behaviors of Electrospun Resorbable Polyester Nanofibres. TISSUE ENGINEERING: Part B. Volume 15, Number 3, 2009.
2. Castilla-Cortázar I., Más-Estellés J., Meseguer-Duenas J.M., Escobar Ivirico J.L., Marí B.,
Vidaurre A. Hydrolytic and enzymatic degradation of a poly(epsilon-caprolactone) network. Polymer Degradation and Stability. 2012.
3. Fakirov S., Biodegradable Polyesters, 2015.
4. Ratner B.D. et al. Biomaterials Science, Academic Press, 2013.
Seznam doporučené literatury
1. Dong Y., Liao S., Nghiam M., Chan C., Ramakrishna S. Degradation Behaviors of Electrospun Resorbable Polyester Nanofibres. TISSUE ENGINEERING: Part B. Volume 15, Number 3, 2009.
2. Castilla-Cortázar I., Más-Estellés J., Meseguer-Duenas J.M., Escobar Ivirico J.L., Marí B.,
Vidaurre A. Hydrolytic and enzymatic degradation of a poly(epsilon-caprolactone) network. Polymer Degradation and Stability. 2012.
3. Fakirov S., Biodegradable Polyesters, 2015.
4. Ratner B.D. et al. Biomaterials Science, Academic Press, 2013.
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.