1. Vpliv iniciatorja in zamreženja na odzivnost hidrogel/stiren dvodomenskih poroznih polimerovDomen Slemenšek, 2024, master's thesis Abstract: Magistrsko delo predstavlja rezultate sinteze in proučevanja vplivov iniciatorja, zamreženja in drugih dejavnikov na dvodomenski porozni polimer. Ena domena je hidrogel, ki vsebuje akrilno kislino zamreženo z N,N'-metilenbis(akrilamid)-om, medtem ko druga domena, v kateri se ta hidrogel nahaja, vsebuje stiren zamrežen z divinilbenzenom. Tako se hidrogelu omeji prostor za nabrekanje in s tem poveča uporabnost. Polimer smo sintetizirali z verižno radikalsko polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze.
Pomembno je bilo zagotoviti stabilnost emulzije, da ni prišlo do ločevanja faz. Monoliti so bili bele barve, togi, krhki in porozni, s sposobnostjo absorbiranja velike količine vode, kar je glavna lastnost hidrogelov. Najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na absorpcijo vode, je bil delež zamreženja z divinilbenzenom. Uspešnejša kot je bila polimerizacija, višja je bila absorpcija vode.
Karakterizacijo smo izvedli z vrstičnim elektronskim mikroskopom, gravimetrijo in testiranjem absorpcije vode. Material lahko okarakteriziramo kot mikrogel v polimerni matriki, vendar bi to bilo potrebno potrditi s presevnim elektronskim mikroskopom zaradi omejitev vrstičnega elektronskega mikroskopa.
Keywords: poliHIPE, hidrogel, dvodomenski porozni polimer, stiren, divinil benzen, akrilna kislina, N, N′-metilenbis(akrilamid), verižna radikalska polimerizacija, absorpcija vode
Published in DKUM: 03.09.2024; Views: 56; Downloads: 11
 Full text (8,72 MB) |
2. Razvoj poroznih biorazgradljivih struktur za biomedicinske aplikacije : magistrsko deloAnja Raner, 2020, master's thesis Abstract: V sklopu magistrske naloge smo pripravili in analizirali dve vrsti poroznih biorazgradljivih materialov namenjenih za biomedicinske aplikacije.
Sintetizirali smo hidrogel na osnovi alginata in guar gumija, kateremu smo dodali aktivno učinkovino kloksacilin, ki smo jo v material inkorporirali v obliki mikrosfer in z neposrednim dispergiranjem v zmes hidrogela. Vzorce smo analizirali s FTIR spektroskopijo in proučili karakteristike nabrekanja pri različnih pH vrednostih ter primerjali nabrekanje osnovnega hidrogela in hidrogela z mikrosferami. Pri tem smo ugotovili, da je razmerje nabrekanja osnovnega hidrogela višje od razmerja nabrekanja hidrogela z mikrosferami. S pomočjo merjenja kontaktnega kota s programom ImageJ, smo materialom določili hidrofilen značaj. Proučili smo tudi morfologijo vzorcev z uporabo okoljske vrstične elektronske mikroskopije (ESEM) analize in določili stopnjo poroznosti, katera je bila v primeru hidrogela z mikrosferami, višja v primerjavi z osnovnim hidrogelom. Antimikrobni učinek učinkovine kloksacilina v hidrogelu smo proučili na bakterijah E. coli in S. aureus. Tako v primeru hidrogela z dispergiranim antibiotikom, kot v primeru hidrogela z mikrosferami, smo opazili cono inhibicije rasti obeh testnih mikroorganizmov, s čemer smo dokazali antimikrobno učinkovitost hidrogelov. Posebej smo se posvetili analizi sproščanja aktivne učinkovine iz hidrogelov, kinetiko sproščanja pa smo primerjali s Korsmeyer-Peppasovim matematičnim modelom in na podlagi izračunanih kinetičnih parametrov ugotovili, da kloksacilin difundira iz hidrogelov po principu ne-Fickove oz. anomalne difuzije.
Druga vrsta materiala za biomedicinske aplikacije so trdna celična ogrodja, ki smo jih sintetizirali na osnovi polikaprolaktona, celuloze in hidroksiapatita na različne načine. V sintetizirane materiale smo vključili še 1 ut. % aktivne učinkovine kloksacilin. Ogrodja smo izdelali z uporabo tehnike penjenja plina v superkritičnem CO2. Vzorce smo analizirali s pomočjo FTIR spektroskopije in jim določili hidrofoben značaj s pomočjo izrisa kontaktnega kota z uporabo programa ImageJ. Primerjali smo talilne temperature, talilne entalpije in kristaliničnost za vse 4 različne načine sinteze ogrodij s pomočjo DSC analize. Tako kot v primeru hidrogelov, smo tudi trdnim celičnim ogrodjem določili stopnjo poroznosti ter analizirali njihovo morfologijo z uporabo ESEM. Ugotovili smo, da ima najvišjo stopnjo poroznosti ogrodje, ki ga sestavlja 70 ut. % PCL in 30 ut. % celuloze. Glede na štiri razvite vrste ogrodij smo določili odstotek sproščanja aktivne učinkovine, pri čemer se je v primeru dveh ogrodij v 14 dneh sprostilo 100 % aktivne učinkovine, v primeru drugih dveh pa manj kot 50 %. Vsako izmed metod sinteze smo nato primerjali z matematičnim modelom ničelnega reda, prvega reda in Higuchijevim modelom ter določili največje ujemanje z enim izmed njih in s tem kinetiko sproščanja kloksacilina iz ogrodij.
Keywords: hidrogel, trdna celična ogrodja, superkritični CO2, kloksacilin, polisaharidi
Published in DKUM: 08.10.2020; Views: 1214; Downloads: 147
Full text (5,67 MB) |
3. Enkapsulacija antibiotikov v porozne polimerne strukture : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaja Gračner, 2020, undergraduate thesis Abstract: Porozni polimerni materiali se čedalje bolj pojavljajo kot predmet preučevanja v različnih študijah, saj kažejo velik potencial pri nadzorovanem sproščanju zdravil in v drugih biomedicinskih aplikacijah. Predvsem se proučujejo lastnosti hidrogelov iz biorazgradljivih polimerov, ki so primerni za uporabo v človeškem organizmu.
V diplomski nalogi smo poskusili razviti pH senzitivni porozni material, hidrogel iz biorazgradljivih polimerov za kontrolirano sproščanje antibiotikov. Sintetizirali smo dva različna hidrogela oz. polimerne mreže, ju posušili s pomočjo liofilizacije in proučevali njune lastnosti z različnimi metodami. Nastale polprepustne polimerne mreže (semi-IPN) smo pridobili iz hitozana in mešanice hitozana ter alginata (50:50) s polivinil pirolidonom (PVP) in glutaraldehidom. Vezi znotraj hidrogela smo okarakterizirali s pomočjo Fourierjeve infrardeče spektroskopije (FTIR). Porozna materiala s hitozanom ter s hitozanom/alginatom smo med sabo primerjali glede na površinsko morfologijo (ESEM analiza), kinetiko nabrekanja odvisno od pH, degradacijo in delež topnosti, kontaktni kot ter poroznost. V drugem koraku smo med sintezo hidrogelov homogeno dodali še aktivno učinkovino ciprofloksacin. Proučevali smo sproščanje antibiotika v odvisnosti od časa ter primerjali rezultate obeh hidrogelov.
Liofilizirani hidrogeli z visoko poroznostjo so pokazali velik vpliv pH na lastnosti nabrekanja, nizki kontaktni koti pa na hidrofilno naravo hidrogelov. Rezultati so v kislih pogojih pokazali povečan delež nabrekanja, kar lahko pripišemo protonaciji primarne amino skupine hitozana in karboksilne skupine alginata. Pri sproščanju smo najboljše pogoje zaznali pri pH 1,5, kjer se je sprostilo okrog 55 % ciprofloksacina v 2 urah. Liofilizirani hidrogeli iz hitozana/alginata so pokazali malce boljše rezultate pri sproščanju, vendar bi v prihodnosti oba lahko služila kot potencialna kandidata za dostavo aktivnih učinkovin v kislih pogojih.
Keywords: hidrogel, pH-senzitiven, liofilizacija, hitozan, alginat
Published in DKUM: 24.09.2020; Views: 1139; Downloads: 178
Full text (4,84 MB) |
4. Optični senzorski receptorji na osnovi azo barvilTinkara Mastnak, 2019, doctoral dissertation Abstract: Občutljiva in selektivna detekcija biotiolov je v zadnjih letih deležna vse večje pozornosti, saj so spremembe njihove koncentracije v krvi, plazmi in urinu povezane z različnimi obolenji. Ker ima vsaka od standardnih tehnik za njihovo detekcijo osnovne omejitve v zvezi s kompleksnostjo, pripravo vzorca, časom trajanja analize in stroški, so nove metode izjemno zaželene.
Biogeni amini so vključeni v pomembne presnovne in fiziološke funkcije in so lahko naravno prisotni v hrani in pijači. Visoke vsebnosti biogenih aminov v živilih so posledica intenzivne mikrobne aktivnosti zaradi fermentacije ali kvarjenja. Tako nadzor nad biogenimi amini postaja vse pomembnejši za spremljanje procesov proizvodnje živil, za preverjanje njihove kakovosti in svežosti ter za spremljanje njihove varnosti. Podatki o prisotnosti biogenih aminov v prehrambenih izdelkih niso dosledni, ker je njihova koncentracija odvisna od vsebnosti vlage, maščob, beljakovin in pH. Te lastnosti zagotavljajo okolje za razvoj mikroorganizmov in biokemičnih reakcij, zaradi česar so živila med predelavo in skladiščenjem pokvarljiva. Določanje biogenih aminov v živilih je dolgotrajno in zahteva drage analizne instrumente. Kolorimetrična detekcija v nadprostoru tako ponuja elegantno rešitev, saj se lahko podatki povežejo s številom mikroorganizmov, s čimer posledično določimo raven svežosti ali pokvarjenosti hrane.
Doktorska disertacija predstavlja lastnosti in uporabnost 4-N,N-dioktilamino-4'-dicianovinilazobenzena (CR-528) in 4-N,N-dioktilamino-2'-nitro-4'-dicianovinilazobenzena (CR-555) za zaznavanje biotiolov in biogenih aminov. Senzorne lastnosti CR-528 in CR-555 so bile najprej preizkušene v raztopini etanola. Dodajanje žveplo-vsebujočih analitov (2 merkaptoetanola (2-ME), hidrosulfida (SH─)) in določenih biogenih aminov (spermina (SP), spermidina (SPD), etanolamina (EA)) je povzročilo koncentracijsko odvisne spektralne spremembe, ki so jih spremljale vidne spremembe barve iz rožnate/vijolične do bledo rumene/oranžno-rumene. Ker detekcija omenjenih analitov v etanolu nima velike uporabne vrednosti, smo CR-528 in CR-555 imobilizirali v dve različni polimerni osnovi – hidrofilni poliuretanski hidrogel (PHD4) in hidrofobni kopolimer na osnovi etilena in vinil acetata (EVA), s čimer smo pridobili optične senzorske receptorje v obliki indikatorskih plasti. Tem smo najprej raziskali detekcijske lastnostih za zaznavanje žveplo-vsebujočih analitov (celokupnih sulfidov in 2-ME) v pufru s fiziološkim pH (7.4). Rezultati so pokazali, da je za dosego diagnostično relevantnih koncentracijskih območij potrebno močno izboljšati občutljivost indikatorskih plasti. Izkazalo se je tudi, da so samo optični senzorski receptorji na osnovi EVA dovolj stabilni, da jih je smiselno nadalje raziskati kot kolorimetrične naprave za detekcijo hlapov biogenih aminov. Reakcija CR-528/EVA in CR-555/EVA s hlapi izopentilamina (IPA) je povzročila očitno spremembo barve iz rožnate/vijolične do rumene/oranžno-rumene. CR 555/EVA optični senzorski receptor se je odzval tudi na izpostavljenost kadaverinu (CAD). Spremembe barv so bile analizirane z UV/VIS molekulsko absorpcijsko spektroskopijo, pri čemer je bila metoda delno validirana. Določili smo mejo zaznavnosti, občutljivost, linearno koncentracijsko območje, točnost in natančnost. Najnižje meje zaznavnosti so bile dosežene z CR-555/EVA (0,40 ppm za IPA in 1,80 ppm za CAD) optičnimi senzorskimi receptorji.
Na zadnje smo ugotovili, da zaradi visoke reaktivnosti, neobstojnosti v raztopini v daljšem časovnem obdobju, občutljivosti na pH in na povišane temperature, barvili nista primerni za imobilizacijo v silicijeve delce.
Keywords: azo barvila, biogeni amini, biotioli, optični senzorski receptorji, poliuretanski hidrogel, kopolimer etilena in vinil acetata
Published in DKUM: 26.04.2019; Views: 2149; Downloads: 252
Full text (7,28 MB) |
5. PRIPRAVA NANOKOMPOZITNE MEMBRANEAdrijana Šegula, 2009, undergraduate thesis Abstract: Nanokompozitna membrana je bila pripravljena z UV fotopolimerizacijo Nisopropilakrilamida
v pore porozne, hidrofobne polipropilenske membrane. V hidrogelno
matriko smo vgradili še organsko modificiran plasteni silikat Montmorilonit (Nanofil 8).
Hidrofobni Nanofil 8 smo dispergirali v vodni disperziji s pomocjo površinsko aktivnega
sredstva (PAS) Inutec SP1. Najbolj stabilno disperzijo smo dobili pri uporabi 1g/L PAS.
Stabilnost disperzije smo dolocili z merjenjem posedanja delcev s turbidimetrom. Gele smo
pripravili z razlicnimi koncentracijami zamreževalca in dolocili kot najprimernejšo
koncentracijo zamreževalca med 0,3 in 0,5 g v 20 mL topila Kot najucinkovitejša
predpriprava polipropilenske membrane se je izkazala eno urna obdelava v acetonu in prenos
še mokre membrane v raztopino monomera. S polimerizacijo hidrogela z vgrajenimi delci
Nanofil 8 so se spremenile površinske lastnosti polipropilenske membrane. Pore membrane so
se napolnile z nanokompozitnim hidrogelom, porozna struktura membrane pa se je ohranila.
Keywords: nanokompozit, hidrogel, plasteni silikati
Published in DKUM: 07.10.2009; Views: 2296; Downloads: 166
Full text (2,99 MB) |
