1. Priprava kompozitov iz polisaharidnih aerogelov in superkritičnih pen za potrebe tkivnega inženirstva : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMiha Berk Bevc, 2023, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bila priprava kompozitov, sestavljenih iz hitozanskih aerogelov in pen polikaprolaktona.
V sklopu eksperimentalnega dela smo najprej pripravili hitozanske aerogele v obliki kroglic. Gele smo tvorili s sol-gel sintezo, in jih nato posušili s superkritičnim ogljikovim dioksidom. Dobljene aerogele smo uporabili za pripravo kompozitov, ki smo jih formirali s tehniko superkritičnega penjenja. Penjenje smo izvedli pri dveh različnih pogojih, in sicer pri 150 bar/40 °C ter pri 200 bar/60 °C. Pri vsakem pogoju smo pripravili tri kompozite z različnimi deleži aerogelov (2,5 ut. %, 5 ut. %, 10 ut. %) in eno čisto peno. Pripravljene kompozite in peni smo karakterizirali s plinsko adsorpcijo, termično analizo (TGA/DSC), optičnim mikroskopom, vrstičnim elektronskim mikroskopom in Fourierevo transformirano infrardečo spektroskopijo ter določili njihove deleže nabrekanja v simulirani telesni tekočini. Na koncu smo izbrali kompozit z najboljšimi lastnostmi in ga superkritično impregnirali z indometacinom.
Rezultati kažejo, da se lastnosti kompozitov v primerjavi s penami izboljšajo. V nadaljevanju pogoji, pri katerih smo pripravili kompozite, so značilno vplivali na njihove končne lastnosti. Nenazadnje, impregnacija kompozitov z aktivno učinkovino je bila uspešna Ključne besede: Aerogel, hitozan, polikaprolakton, superkritično penjenje, superkritična impregnacija, tkivno inženirstvo. Objavljeno v DKUM: 12.10.2023; Ogledov: 84; Prenosov: 10
Celotno besedilo (3,77 MB) |
2. |
3. Razvoj materialov z aktivnim kisikom za hitrejše celjenje ran : magistrsko deloNika Atelšek Hozjan, 2023, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo predstavlja sintezo, razvoj in karakterizacijo do sedaj še neobstoječih biorazgradljivih materialov - aerogelov z aktivnim kisikom za namene hitrejšega celjenja ran. Kot vhodna materiala smo uporabili polisaharid ksantan in biopolimer polilaktično kislino (PLA), ki sta biokompatibilna in cenovno dostopna. Ksantan služi kot osnovni material, ki enkapsulira aktivne učinkovine za namene kontroliranega sproščanja, medtem ko PLA izboljša mehanske lastnosti našega materiala.
V sklopu našega raziskovalnega dela smo po sol-gel postopku s kombiniranjem PLA v etil laktatu ter ksantana v vodi pripravili kompozitne hidrogele. S superkritičnim sušenjem smo jih pretvorili v aerogele in okarakterizirali s plinsko adsorpcijo. S tem smo določili velikost specifičnih površin (BET), ki so dosegle vrednosti do 396 m2/g, ter povprečno velikosto in prostornino por v mezoporoznem območju. Izvedli smo tudi termično analizo z DSC/TGA, test nabrekanja in stabilnosti ter z njimi ocenili termično stabilnost in lastnosti razpada materialov. Rezultati so pokazali, da je kombinacija ksantana in PLA podaljšala stabilnost materiala v simulirani telesni tekočini (SBF) tudi do 72 ur. Materiali z večjo vsebnostjo PLA so absorbirali SBF do 67 kratnika svoje mase, kar je najverjetneje posledica boljše stabilnosti v SBF. Sestavo aerogelov in s tem prisotnost posameznih komponent smo potrdili z analizo FT IR. Glede na rezultate karakterizacije smo izbrali dva materiala z najobetavnejšimi lastnostmi, ter v njiju vključili učinkovini, ki ob stiku z rano generirata kisik, ter zdravilno učinkovino deksametazon. Sproščanje kisika iz materiala smo določili s standardno metodo izpodrivanja vode, pri kateri je bila količina izpodrinjene vode neposredno sorazmerna količini nastalega kisika. Meritve smo izvajali 48 ur, rezultati pa so pokazali, da je material sproščal kisik v celotnem časovnem intervalu. Testirali smo tudi sproščanje deksametazona v SBF, ki je bilo uspešno v primeru obeh impregniranih aerogelov. Nazadnje smo preverili antimikrobno delovanje materialov proti bakterijam Escherichia coli in Staphylococcus aureus. Oba aerogela sta inhibirala rast bakterij in s tem izkazala antimikrobno učinkovitost. Ključne besede: aerogel, aktivni kisik, biomaterial, celjenje kroničnih ran, kontrolirano sproščanje Objavljeno v DKUM: 18.09.2023; Ogledov: 160; Prenosov: 45
Celotno besedilo (4,25 MB) |
4. 3rd International Conference on Aerogels for Biomedical and Environmental Applications : book of abstracts2023 Opis: The 3rd lnternational Conference on Aerogels for Biomedical and Environmental Applications, organized by the Faculty of Chemistry and Chemical Engineering University of Maribor and the AERoGELS COST Action, presented the latest research results and applications of aerogels. This publication compiles the abstracts of the conference and highlights the main results and innovations. The abstracts address the use of aerogels in medical, pharmaceutical, and food applications, including drug delivery systems, scaffolds tor tissue engineering, and bioactive coatings. They also explore aerogels as catalysts, insulators, and environmental solutions and investigate improved catalytic activity and thermal insulation properties. The abstracts emphasize interdisciplinary collaboration and provide ideas tor future research directions. This publication provides valuable insights tor researchers and industry professionals interested in harnessing the remarkable properties of aerogels for biomedical and environmental purposes. Ključne besede: aerogels, advanced materials, environmental applications, biomedical applications, research and development Objavljeno v DKUM: 11.08.2023; Ogledov: 207; Prenosov: 48
Celotno besedilo (12,27 MB) Gradivo ima več datotek! Več... |
5. Migracija vode v zmesi farmacevtske učinkovine in pomožnih snovi : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeMaša Krakar, 2023, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi smo raziskovali migracijo vode v zmeseh farmacevtske učinkovine (XN) in pomožnih snovi (PS). Uporabili smo XN in pet pomožnih snovi (škrob koruzni sušen, mikrokristalinično celulozo, brezvodno laktozo, laktozo monohidrat in manitol), katere smo izbrali po principu higroskopnih lastnosti in različnih energij vezave vode. Da bi razumeli vpliv vsebnosti vode in vodne aktivnosti na strukturo snovi, smo na začetku posamezne pomožne snovi in zmesi analizirali s tehnikami DSC, TGA, vodna aktivnost (aw) in dinamična sorpcija vode (DVS).
Razen XN, ki je kazala fizikalno nestabilnost pri visokih stopnjah relativne vlažnosti (RV) in je prešla v novo kristalno (hidratno) obliko, so bile ostale snovi fizikalno stabilne. Potem smo pripravili fizikalne zmesi 1:1, XN : pomožna snov, jih za dva tedna zaprli v neprodušno zaprto vialo, da je potekal prenos vode med snovmi do ravnotežnih vrednosti in nato zmesi analizirali z aw, DSC in TGA.
Pri zmeseh, kjer smo detektirali strukturno spremembo, smo posneli še Raman in Rentgensko praškovno analizo. Tekom eksperimenta smo oblikovali komoro za izmenjavo vode preko parne faze med fizično ločenimi komponentami. Uporabili smo velike steklene tehtiče, v katere smo vstavili dve aluminijasti ladjici, v prvo smo zatehtali XN in v drugo pomožno snov (1:1 w/w). Steklene tehtiče smo nato zaprli s steklenim pokrovom, katerim smo obrus dodatno zatesnili s silikonsko mastjo. Tak zaprt sistem je pri sobnih pogojih omogočal prehajanje vode le med obema vzorcema v tehtiču preko parne faze, na nekontakten način.
Po 2 tednih smo analizirali vsebnost vode in vodno aktivnost v obeh eksperimentih. Z meritvijo vodne aktivnosti smo pri 1:1 in 1:3 (W/W) kontaktnih in nekontaktnih zmeseh preučili smer in obseg migracije vode. Pri kontaktnih zmeseh smo dokazali eno od hipotez naloge, in sicer da voda migrira iz snovi z višjo vodno aktivnostjo v snov z nižjo vodno aktivnostjo. V primeru mešanic navlaženih PS (škrob, MCC in XN), ki so vsebovale povečano vsebnost nevezane in šibko vezane vode, smo ugotovili, da je bila količina izmenjane vode med PS in XN v smeri XN tako velika, da je prišlo do vgradnje vode v kristalno strukturo XN in nastanka nove pojavne oblike XN, hidratne oblike, natančneje hemihidrata, kar smo potrdili z naborom komplementarnih analiznih tehnik (DSC, TGA, XRPD, Raman). Skupaj s posnetimi sorpcijskimi izotermami smo lahko napovedali smer migracije in količino migrirane vode za vsako posamezno komponento.
Na podlagi ugotovljenih rezultatov smo tako lahko razvili delni protokol za izbor PS, ki jih dodamo farmacevtski učinkovini, ki kaže tendenco prehajanja v hidratne oblike ob prisotnosti povečane vsebnosti nevezane ali šibko vezane vode. Protokola se bomo posluževali pri razvoju novih izdelkov, v katere bomo vgrajevali učinkovine, ki imajo podobne lastnosti kot XN. Ključne besede: farmacevtska učinkovina, sorpcija, migracija vode, vsebnost vode, vodna aktivnost, fizikalna stabilnost, hidrati Objavljeno v DKUM: 29.03.2023; Ogledov: 372; Prenosov: 27
Celotno besedilo (1,57 MB) |
6. Sinteza π- konjugiranih polimernih pen z reakcijami navzkrižnega pripajanja : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeAleksander Saša Markovič, 2021, diplomsko delo Opis: V sklopu diplomske naloge smo pripravljali polimerne pene s polimerizacijo v HIP emulzijah, z metodami C-C navzkrižnega pripajanja, pri čemer smo poli(p-fenilene) sintetizirali po metodi Suzuki-Miyaura, poli(m-etinil fenilene) po metodi Sonogashira-Hagihara in poli(fenil vinilene) po metodi Mizoroki-Heck.
Uspešno smo sintetizirali poli(p-fenilene) in poli(m-etinil fenilene) s polimerizacijo HIP emulzije, kot primerjavo smo uspešno sintetizirali poli(m-etinil fenilene) in poli(fenil vinilene) v raztopini. Vzorce poroznih polimerov smo karatkterizirali s SEM, kjer smo videli značilno 3D makroporozno strukturo. Želeli smo pripraviti še poli(p-fenilene) v raztopini in HIP emulzije poli(fenil vinilenov), vendar nam zaradi netopnosti trdih baz pri poli(p-fenilenih) in uhajanja interne faze pri poli(fenil vinilenih) ni uspelo. Sintetizirane polimere smo primerjalno očistili z difuzijsko metodo in s super kritičnim CO2, primernost metod čiščenja smo nato preverjali z metodama FTIR in NMR spektroskopije.
Določili pa smo tudi specifično površino emulzijsko templantiranih poli(p-fenilene) in poli(m-etinil fenilene), z adsorbcijo dušika po metodi BET. Ključne besede: konjugirani porozni polimeri, poliHIPE, Suzuki-Miyaura, Heck-Mizoroki, Sonogashira-Hagihara Objavljeno v DKUM: 08.09.2021; Ogledov: 919; Prenosov: 90
Celotno besedilo (2,77 MB) |
7. Razvoj in optimizacija HPLC metode za določanje antimikrobnih substanc v suhem ekstraktu limone : magistrsko deloKlara Žvab, 2021, magistrsko delo Opis: Hesperidin, eriocitrin, rutin ter kavna in klorogena kislina so antimikrobne snovi, ki jih najdemo v limoni in njenem suhem ekstraktu. Zaradi njihovih pozitivnih učinkov, predvsem na zdravje ljudi, se vse bolj pogosto uporabljajo v raznih prehrambenih dodatkih. V magistrskem delu smo razvili in optimizirali HPLC metodo, s katero identificiramo in kvantificiramo te antimikrobne snovi v suhem ekstraktu limone.
Za ločevanje spojin smo uporabili gradientno elucijo, kjer smo 0,4 % ocetni kislini postopoma dodajali vse več organske faze (metanola) pri pretoku 0,8 ml/min. Komponente v ekstraktu smo identificirali s primerjavo UV spektrov in retenzijskih časov referenčnih substanc, vsebnost komponent pa smo določili na podlagi umeritvene krivulje.
Pokazali smo linearnost metode za določevanje klorogene kisline, eriocitrina in hesperidina v območju 2,5–300 g/ml, kavne kisline v območju 1,0–300 g/ml in rutina v koncentracijskem območju 5,0–300 g/ml. Določili smo mejo zaznave (LOD), ki za vse komponente znaša 1,0 g/ml ter mejo določljivosti (LOQ), ki je 2,5 g/ml za hesperidin, eriocitrin in klorogeno kislino, 1,0 g/ml za kavno kislino ter 5,0 g/ml za rutin. Rezultati kažejo, da je metoda natančna za določevanje vseh komponent, medtem ko je točna za določevanje hesperidina in kavne kisline.
Z optimizirano metodo smo določili vsebnost posameznih antimikrobnih komponent v različnih vzorcih ekstrakta limone. Vse komponente smo zaznali v liofiliziranem suhem ekstraktu limone, v katerem sta prevladovala hesperidin (7,09 mg/g ekstrakta) in eriocitrin (3,81 mg/g ekstrakta). Visoke vsebnosti hesperidina smo zaznali tudi v liofiliziranem ekstraktu limete, kjer je ta vrednost znašala 9,74 mg/g ekstrakta. Ostale komponente so bile v teh in ostalih vzorcih zaznane v manjših količinah, nekje od 0,15 do 2,5 mg komponente/g ekstrakta. Ključne besede: tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (HPLC), validacija, hesperidin, eriocitrin, rutin, kavna kislina, klorogena kislina Objavljeno v DKUM: 20.01.2021; Ogledov: 1232; Prenosov: 160
Celotno besedilo (5,31 MB) |
8. Sinteza, optimizacija in aplikacija hitozanskih in alginatnih aerogelov ter njunih kompozitov : magistrsko deloKatja Andrina Kravanja, 2020, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bil raziskati potencial aerogelov kot nosilcev za oralno dostavo aktivnih učinkovin, z željo po izboljšanju njihove biodostopnosti in doseganju kontroliranega sproščanja v prebavnih tekočinah. Aerogeli nastanejo s tvorbo gelov, v katerih se tekoča faza odstrani in nadomesti s plinasto. Perspektivni nosilci aktivnih učinkovin so zaradi svoje visokoporozne strukture, nizke gostote in velike specifične površine.
V sklopu eksperimentalnega dela smo najprej s sol-gel sintezo in superkritičnim sušenjem sintetizirali aerogele. Zaradi biokompatibilnosti, biorazgradljivosti in cenovne dostopnosti smo kot izhodiščne materiale izbrali hitozan in alginat.
Pridobljene hitozanske in alginatne aerogele ter njune kompozite v različnih koncentracijah smo karakterizirali s plinsko adsorpcijo, termično analizo z DSC/TGA, določanjem deleža nabrekanja in Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo. Karakterizacija je služila za izbor aerogelov z najboljšimi lastnostmi za impregnacijo z aktivnimi učinkovinami. Kot aktivni učinkovini smo izbrali fenofibrat in esomeprazol, ki sta slabo topna v vodnih medijih in je zato njuna absorpcija v telesu otežena. Fenofibrat se uporablja za zdravljenje hiperholesterolemije, esomeprazol pa za zmanjševanje izločanja želodčne kisline. Aktivni učinkovini smo v aerogele vezali z dvema različnima postopkoma impregnacije, s superkritično impregnacijo (SCI) in z difuzijo iz topila med sol-gel sintezo (DIF). Uspešnost vezave aktivnih učinkovin v aerogele smo izračunali preko merjenja absorbanc z UV-Vis spektrometrom. Nazadnje smo testirali sproščanje aktivnih učinkovin iz aerogelov v simuliranih tekočinah prebavnega trakta.
Rezultati so pokazali uspešno vezavo aktivnih učinkovin v aerogele. Tako pri impregnaciji fenofibrata kot tudi esomeprazola v aerogele smo v primerjavi s čistimi učinkovinami dosegli izboljšano oz. bolj kontrolirano sproščanje. Ključne besede: aerogeli, polisaharidi, prevleke, aktivne učinkovine, impregnacija, sproščanje Objavljeno v DKUM: 25.11.2020; Ogledov: 822; Prenosov: 236
Celotno besedilo (3,65 MB) |
9. BIOAEROGELS: PROMISING MATERIALS FOR IMPREGNATION OF DRUGS : diploma thesis dissertationJorge Rodríguez Antolín, 2020, diplomsko delo Opis: The following work examines the possibility of impregnating chosen model drug into bioaerogels to obtain final formulation with added value. The drug used in this study was esomeprazole, used to treat acid-related diseases.
In the first part of the work, bioaerogels were prepared. Polysaccharide aerogels are lightweight biocompatible and biodegradable materials, suitable for applications in pharmaceutical industry. For this purpose, three different cores were prepared: pectin, alginate and their mixture, followed by coating with chitosan layer. The production of the bioaerogels follows a sol-gel synthesis and supercritical drying technique. All samples were characterised, and optimisation was performed based on examined properties. Aerogels having a pectin core and chitosan coating showed the highest surface area and the highest adsorption capacity.
In the second part, the impregnation of esomeprazole was performed using two different methods: supercritical impregnation and diffusion via sol-gel synthesis. For supercritical impregnation, supercritical carbon dioxide was used as a solvent for impregnation of the drug. In the diffusion method, the model drug was added during sol-gel synthesis using ethanol as solvent. Finally, complete characterisation of prepared formulation followed by drug release studies was performed.
The study showed successful impregnation of esomeprazole using either carbon dioxide or ethanol as a solvent. Bioaerogels proved to be promising as carriers for achieving the optimal release of the chosen drug. Ključne besede: Bioaerogels, polysaccharides, supercritical impregnation, diffusion method, esomeprazole Objavljeno v DKUM: 09.07.2020; Ogledov: 726; Prenosov: 49
Celotno besedilo (1,28 MB) |
10. Formuliranje farmacevtskih učinkovin v polimere s plini visoke gostoteBarbara Ljubec, 2018, magistrsko delo Opis: Učinkovina fenofibrat izkazuje slabo topnost v vodi in posledično nizko biološko uporabnost v človeškem telesu. Izboljšanje lahko med drugim dosežemo z zmanjšanjem velikosti delcev učinkovine ali formuliranjem v polimer. Ugodno in okoljsko sprejemljivo rešitev predstavljajo visokotlačni procesi z zgoščenimi plini. Za uspešno načrtovanje in izvedbo le teh pa je potrebno dobro poznavanje termodinamskih lastnosti materialov, ki jih želimo obdelati.
Magistrsko delo prikazuje preliminarne raziskave termodinamskih lastnosti učinkovine fenofibrata v različnih zgoščenih plinih (CO2, C3H8 in CHF3), natančneje ravnotežne trifazne krivulje (do 40 MPa) in ravnotežne topnosti (pri 303 K, 323 K, 338 K in do 35 MPa) učinkovine v zgoščenem plinu. Vse ravnotežne trifazne krivulje imajo negativen dp/dT naklon in temperaturni minimum. Največji padec temperature tališča zasledimo v CO2 (43 K), nato v C3H8 in CHF3 (20 K). Ravnotežna topnost fenofibrata v plinu se zviša z zvišanjem tlaka oz. gostote pri konstantni temperaturi. Vpliv temperature je različen. Fenofibrat je najbolje topen v C3H8 (do 1,741∙10-4 mol∙mol-1), nato v CHF3 (do 0,671∙10-4 mol∙mol-1) in CO2 (do
0,552∙10-4 mol∙mol-1). Sledijo preliminarne študije termodinamskih lastnosti polimernega nosilca Brij S100. Ravnotežna trifazna krivulja Brij S100/CO2 ima v celotnem raziskanem območju tlakov negativen dp/dT naklon, krivulji Brij S100/C3H8 in Brij S100/CHF3 pa temperaturni minimum, in sicer pri 310,58 K in 30,41 MPa ter pri 326,05 K in 2,15 MPa. Ravnotežna topnost CO2 v Brij S100 je do 0,71 g∙g-1 pri 333 K in 0,64 g∙g-1 pri 353 K in v obeh primerih pri 34,91 MPa. Topnost se zviša z zvišanjem tlaka oz. gostote in z znižanjem temperature. Vpliv temperature je bolj izrazit pri višjih tlakih. Gostota Brij S100/CO2 se v območju tlakom 0,1–30 MPa giblje 1062,95–1076,97 kg∙m-3 pri 333 K in 1045,04–1060,70 kg∙m-3 pri 353 K. Gostota se torej zvišuje z zvišanjem tlaka in z znižanjem temperature. Medfazna napetost Brij S100/CO2 se znižuje s tlakom, in sicer od 29,14 nN∙m-1 pri 0,10 MPa do 3,03 nN∙m-1 pri 27,94 MPa za 333 K ter od 28,00 nN∙m-1 pri 0,10 MPa do 2,62 nN∙m-1 pri 28,05 MPa za 353 K. Vpliv temperature na medfazno napetost je minimalen pri nižjih tlakih in zanemarljiv pri višjih tlakih.
Formulacijo fenofibrata v Brij S100 smo izvedli s pomočjo PGSSTM postopka. Na snovi preliminarnih študij smo to storili s plinom CO2, pri 333 K in 10–25 MPa, z 2 g ali 4 g učinkovine na 20 g polimera. Proučevali smo vpliv predekspanzijskega tlaka in koncentracije učinkovine na karakteristične lastnosti dobljenega produkta. Izkoristek procesa se zelo spreminja (31,19–78,48 %), učinkovitost procesa pa je visoka (do 91,12 %). Pri PGSSTM procesu ni prišlo do degradacije učinkovine ali tvorbe stranskih produktov, se pa stopnja kristaliničnosti vzorcev zniža tudi za 65 %. Najmanjša velikost delcev produkta je 47,62 µm; dobljeni pri tlaku 20 MPa in z 2 g učinkovine. Dobljeni delci so v obliki sfer ali poroznih aglomeratov nepravilnih oblik. Profil raztapljanja fenofibrata formuliranega pri optimalnih pogojih se v primerjavi s surovim fenofibratom izboljša za 11 %. Ključne besede: Učinkovina fenofibrat, Polimer Brij S100, Zgoščeni plini, Termodinamske lastnosti, PGSSTM postopek Objavljeno v DKUM: 06.09.2018; Ogledov: 1182; Prenosov: 138
Celotno besedilo (3,38 MB) |