1. Funkcionalizacija tiolnih skupin v poroznih politiolenih : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeSimona Veljanovska, 2022, diplomsko delo Opis: Namen te diplomske naloge je bil sintetizirati visoko porozne polimerne materiale s tiol-en klik fotopolimerizacijo, pri kateri smo kot vir tiolnih skupin uporabili pentaeritritol tetrakis (3-merkaptopropionat), kot vir vinilnih skupin pa akrilata trimetilolpropan triakrilat in 1,6-heksandiol diakrilat ter ester diviniladipat. Sintezni postopek je temeljil na fotopolimerizaciji kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze tipa voda v olju, katere rezultat je visoko porozna morfologija materiala. Kot vir vinilnih skupin smo uporabili akrilate in ester zato, ker se med seboj razlikujejo v reaktivnosti. Ker so estri bolj reaktivni kot akrilati smo pričakovali, da v tovrstnih materialih na račun pogostejše abstrakcije vodikovega atoma iz druge molekule tiola od strani estra v propagaciji, v materialu ne bo ostalo skupin, ki jih lahko v nadaljevanju izkoristimo za različne aplikacije. Ostanejo pa v primeru akrilatov, ki pa imajo večjo težnjo po homopolimerizaciji. Mi smo sintetizirane polimere uporabili kot nosilce za bakrovo in kobaltovo sol in za oksidativno reakcijo s katero smo tiolne skupine pretvarjali v disulfidne skupine.
Sintetizirani in funkcionalizirani material smo ustrezno okarakterizirali s FTIR in Ramansko spektroskopijo, elementno analizo, vrstičnim elektronskim mikroskopom, porozimetrom in Ellmanovim testom.
Sinteza polimernih materialov je bila uspešna. Kot rezultat fotopolimerizacije smo dobili elastične monolitne materiale s tipično poliHIPE morfologijo v primeru uporabljenih akrilatov in bikontinuirno morfologijo v primeru estra. Polimera z akriltanim monomerom sta vsebovala večji delež prostih tiolnih skupin kakor material z estrskim monomerom. Reakcija z jodom v acetonitrilu, ki pretvarja tiolne skupine v disulfidne, je bila z Ramansko spektroskopijo uspešno potrjena le za akrilatna monomera.
Ključne besede: poliHIPE, emulzija z visokim deležem notranje faze, tiol-en klik reakcija, fotopolimerizacija, oksidativna reakcija
Objavljeno v DKUM: 22.09.2022; Ogledov: 555; Prenosov: 61
 Celotno besedilo (1,33 MB) |
2. Vpliv razmerja funkcionalnih skupin pri tiol/en polimerizaciji na termomehanske lastnosti produktov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeIztok Majcen, 2021, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi smo sintetizirali visoko porozne polimerne materiale s tiol/en polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije). Pripravili smo emulzijo tipa voda v olju (V/O), kjer je bil volumski delež vodne faze 75%. Izvajali smo polimerizacijo kontinuirne faze emulzije s fotopolimerizacijo v UV komori. Sintetizirane poliHIPE materiale smo očistili v Soxhletovem aparatu, kjer smo kot topilo uporabili propan-2-ol. Pri sintezi smo uporabili tri kombinacije monomerov TT/1,6-HDDA, tris (2-(3-merkaptopropioniloksil)etil) izocianurat /1,6-HDDA in TMPTMP/1,6-HDDA. Pri vsakem paru monomerov smo sintezo opravili pri treh različnih razmerjih med tiolno in alkensko funkcionalno skupino (1:1, 1:2 in 1:3). Kot vodno fazo smo uporabili raztopino CaCl2 x 6H2O (Wp=1,76g / 100mL H2O). Končne produkte smo okarakterizirali s termogravimetrično analizo (TGA), s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR), z adsorbcijskim porozimetrom, vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) in z elementnim analizatorjem. V tem zaključnem delu so zbrani podatki vseh izvedenih sintez in vsi izmerjeni rezultati. Podana je tudi diskusija rezultatov z grafi in slikami posnetimi med izvajanjem diplomske naloge.
Ključne besede: poroznost, HIP emulzija, tiol/en polimerizacija, temperatura steklastega prehoda, fotopolimerizacija
Objavljeno v DKUM: 08.09.2021; Ogledov: 1165; Prenosov: 117
Celotno besedilo (4,12 MB) |
3. Porozni kopolimeri iz vinilestrov in tiolov kot nosilci bioloških celicMateja Gojznikar, 2018, magistrsko delo Opis: Porozni polimerni materiali so vedno bolj uporabni za nanos bioloških celic in uporabo v tkivnem inženirstvu. Zato smo v magistrski nalogi pripravili porozne polimerne nosilce s pomočjo polimerizacije emulzije z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije). Za pripravo smo izbrali nizko citotoksična monomera DVA in TT in jih ustrezno polimerizirali po principu stopenjske tiol-en foto polimerizacije.
Pri pripravi HIP emulzije smo spreminjali različne parametre (količino surfaktantov, HLB vrednost surfaktantov, temperaturo vodne faze, temperaturo emulzije, razmerje monomerov) in s tem pridobili različne morfološke strukture vzorcev. Pri preučevanju vpliva dveh HLB vrednosti surfaktantov (2,31 in 3,29) in količine surfaktantov (15 vol. %, 20 vol. % in 25 vol.%), smo ugotovili, da količina surfaktanta pri posamezni HLB vrednosti vpliva na poliHIPE morfologijo in na velikost primarnih por. Pri HLB vrednosti 2,31 se s povečevanjem količine surfaktantov izboljšuje poliHIPE morfologija in nastajajo večje primarne pore. Pri HLB vrednosti 3,29 pa s povečevanjem količine surfaktantov porušimo poliHIPE morfologijo in zmanjšamo primarne pore. S spremembo temperature vodne faze na 40 °C prav tako vplivamo na morfologijo polimernega nosilca, in sicer pri večji HLB vrednosti (3,29) dobimo poliHIPE morfologijo, pri manjši HLB vrednosti (2,31) pa se izoblikuje bikontinuirna struktura. S spreminjanjem temperature emulzije nismo dosegli poliHIPE morfologije, vsi vzorci imajo bikontinuirno strukturo. Pri spreminjanju razmerja funkcionalnih skupin monomerov smo ugotovili, da primerno poliHIPE morfologijo pridobimo pri vzorcu MG7, kjer je razmerje funkcionalnih skupin monomerov 1:1.
Preverili smo tudi biorazgradljivost polimernih materialov MG7 in MG8 v različnih koncentracijah NaOHaq (10-3 M, 10-4 M in 10-5 M ). Ugotovili smo, da razgradljivost pripravljenih vzorcev pada z nižanjem koncentracije NaOHaq. V 10-3 M NaOHaq se namreč razgradi 10 % vzorca, v 10-4 M NaOHaq se razgradi 6 % in v 10-5 M NaOHaq le še 3% vzorca.
Opravili smo tudi karakterizacijo pripravljenih poliHIPE materialov. S FTIR spektroskopijo smo potrdili kemijsko sestavo poli(DVA-ko-TT) nosilca, s pomočjo adsorpcije/desorpcije dušika po BET metodi smo izmerili specifične površine. Izvedli smo tudi elementno analizo vzorcev, in ugotovili, da eksperimentalne vrednosti masnih deležev elementov ne odstopajo od teoretičnih vrednosti. Izmerili pa smo tudi mehanske lastnosti izbranih polimernih materialov.
Ključne besede: Tiol-en fotopolimerizacija, HIPE nosilci, HIP emulzija, porozni polimerni nosilci, nosilci za biološke celice.
Objavljeno v DKUM: 09.10.2018; Ogledov: 1565; Prenosov: 180
Celotno besedilo (3,52 MB) |
4. Polihipe materiali za rast bioloških celic pripravljeni s tiol-en polimerizacijoMaja Sušec, 2014, doktorska disertacija Opis: Tkivno inženirstvo je tehnika, ki temelji na regeneraciji različnih tipov celic, ki rastejo na ustrezni podlagi. V zadnjem času tkivno inženirstvo in tkivne kulture pridobivajo na pomembnosti zaradi uspešne uporabnosti v biomedicini. Tkivno inženirstvo je zelo uporabno predvsem na področju rasti tkiv, presajanja organov in na področju rekonstruktivne kirurgije. Uporaba ustreznih materialov kot matrik je ključnega pomena za tkivno inženirstvo in tudi pri oblikovanju umetne, zunajcelične matrike (podlage), ki podpira 3D tkivno tvorbo.
Polimeri so primarni materiali, ki se uporabljajo za ustrezno podlago na področju tkivnega inženirstva, vključno za rast kosti, hrustanca, krvnih žil, mehurja, kože in drugih tkiv. Gre za uporabo kombinacije celic in materialov ter pripadajočih biokemijskih in fizikalno-kemijskih faktorjev za izvajanje ali nadomestilo bioloških funkcij.
Za uspešno rast tkiva in razmnoževanje celic je ustrezna podlaga nujna in tako je tudi zelo pomembno, da kontroliramo morfologijo, porozno strukturo in velikost porazdelitve por ustreznega materiala. Poroznost polimernega materiala je lahko dosežena skozi različne procese, med njimi je emulzija osnova za pripravo poroznih materialov. Poleg omenjenih parametrov je znano, da je rast celic boljša na tridimenzionalni porozni podlagi. Dodatno pa je potrebno upoštevati še biokompatibilnost in biorazgradljivost podlage.
Ustrezne nosilce smo pripravili tudi s pomočjo polimerov pripravljenih s pomočjo emulzij. Pripravili smo emulzije z visokim deležem notranje faze, pri čemer volumen notranje faze emulzije presega 74.05 % in tako pripravili poliHIPE materiale, ki so bili uporabljeni tudi kot substrati za tkivno inženirstvo. O poliHIP-ih je glede tkivnega inženirstva poznanega zelo malo. Ponavadi so poliHIPE materiali producirani tekom radikalne verižne polimerizacije in tako biodegradibilnost nastalega materiala lahko predstavlja problem.
Klasične metode za procesiranje polimernih materialov kot so ekstruzija ali brizganje so pogosto uporabljene za proizvajanje tipičnih biokompatibilnih in biodegradabilnih materialov kot so poli(mlečna kislina) za izdelavo šivov, materiali za vezavo kosti in materiali za druge medicinske pripomočke. Na žalost pa imajo te tehnike zelo omejene zmogljivost za proizvodnjo celičnih matrik. Alternativna metoda kot je litje topila, izpiranje delcev, penjenje plinov and lepljenje vlaken imajo tudi nekatere omejitve kot so nizka sposobnost za natančno kontrolo velikosti por, geometrije por, medsebojne povezanosti por, prostorsko porazdelitev por in konstrukcijo notranjih poti v matriko (podlago). Eden od pomembnih dosežkov v tkivnem inženirstvu je bil razvoj tridimenzionalnih matrik, ki usmerjajo celice, da tvorijo funkcionalna tkiva. Nedavno poznane proizvodne tehnike poznane kot izdelava prosto oblikovanih površin (Solid Freee Form Fabrication-SFF), ali hitra izdelava prototipov (rapid prototoyping-RP), se uspešno uporabljajo za proizvodnjo kompleksnih matrik.
Fotopolimerizabilen metakrilat se uporablja kot večina ostalih monomerov, ki so danes na tržišču oz. kot biokompatibilen in biodegradabilen monomer, ki je pogosta tema raziskav v zadnjem obdobju. Čeprav ima ta material številne prednosti pred PLA (poli mlečna kislina) saj na mehanske lastnosti in degradacijsko obnašanje lahko vplivamo. je kot monomer dražljiv. Zato smo razvili novo generacijo biokompatibilnih in biodegradabilnih fotopolimerov, ki temeljijo na vinilestrih in vinilkarbonatih, ki imajo enake prednosti kot (met)akrilati in se izogibajo večini slabih lastnosti. Poleg enostavne sinteze in zelo nizke monomerne citotoksičnosti, nastanejo nestrupeni razgradni produkti, ki se zlahka izločajo iz človeškega telesa. Prvi in vivo eksperimenti so takšni materiali pokazali odlično biokompatibilnost.
Raziskovalno doktorsko delo je bilo osredotočeno tudi na pripravo biokompatibilnih in biorazgradljivih poroznih polimerov preko HIPE in uvedba druge hierarhične ravni v 50-100 µm preko 3D fotopolimerizacije.
Preizkuï
Ključne besede: poliHIPE, tiol-ene kemija, biološke celice, fotopolimerizacija
Objavljeno v DKUM: 05.12.2014; Ogledov: 3121; Prenosov: 290
Celotno besedilo (9,56 MB) |
