1. Impregnacija biokompozitnih aerogelov za biomedicinske aplikacije : magistrsko deloLara Plohl, 2024, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu bomo predstavili pripravo biokompozitnih aerogelov iz pektina, naravnega polisaharida, ter polimera polikaprolaktona (PCL). S pomočjo postopka sol gel smo pripravili hidrogelne materiale z različnimi masnimi in volumskimi razmerji pektina raztopljenega v vodi ter PCL raztopljenega v etil-laktatu (EL). Tako pripravljene hidrogele in kasneje alkogele smo z uporabo superkritičnega sušenja pretvorili v aerogele. Karakterizacija aerogelov je vključevala določitev specifične površine z Brunauer, Emmett in Teller (BET) metodo, pri čemer je bila največja izmerjena specifična površina 309 m2/g. Z metodo Barrett, Joyner in Helenda (BJH) smo določili velikost in porazdelitev por biokompozitnih aerogelov. Ugotovili smo, da pripravljeni aerogeli sodijo v mezoporozne materiale. Aerogeli, ki so se po izvedeni plinski adsorpciji izkazali za najobetavnejše so bili izbrani za nadaljnja testiranja. Morfologijo aerogelov smo preučili z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM), medtem ko smo termično analizo izvedli z uporabo termogravimetrične analize (TGA) in diferencialno skenirne kalorimetrije (DSC). Testirali smo nabrekanje aerogelov ter ugotovili, da vsi vzorci nabreknejo v manj kot eni uri, kar kaže na njihovo potencialno uporabo pri dostavi zdravil. S testom sproščanja natrijevega diklofenaka (DCF) v raztopini fosfatnega pufra (PBS) smo ugotavljali hitrost sproščanja te aktivne učinkovine. Ugotovili smo, da vzorec z najmanjšim deležem PCL doseže 100 % sproščanje DCF v eni uri, kar je bolj primerno za aplikacije kjer je zaželeno hitro sproščanje zdravila. Vzorec z največjim deležem PCL kaže počasnejše in bolj nadzorovano sproščanje aktivne učinkovine, ki doseže 100 % sproščanje po šestih dneh. Vsi izbrani vzorci so pokazali uspešno impregnacijo z DCF in potencial kot sistemi za dostavo zdravil.
Ključne besede: biokompozitni aerogeli, pektin, polikaprolakton, biomedicinske aplikacije, dostava zdravil, natrijev diklofenak
Objavljeno v DKUM: 04.09.2024; Ogledov: 60; Prenosov: 17
 Celotno besedilo (4,26 MB) |
2. Razvoj celulozno-pektinskih membran za adsorpcijo kationskih barvil iz modelnih raztopin : magistrsko deloMaja Mazej, 2023, magistrsko delo Opis: Vse večja rast prebivalstva in razvoj industrije sta močno vplivala na povečano porabo vode. Velik problem pri tem pa predstavljajo predvsem obarvane odpadne vode v tekstilni industriji, ki so zelo obremenjene in predstavljajo ob izpustu veliko obremenitev za okolje. Odstranjevanje barvil iz odpadnih vod, zaradi kompleksnih molekulskih struktur predstavlja velike izzive industriji. Tako so želje po ponovni uporabi spodbudile razvoj novih tehnologij, ki bi na učinkovit in cenovno ugoden način te vode pred izpustom v vodotok tudi ustrezno prečistile. Že predhodne raziskave so pokazale, da je ena izmed učinkovitejših fizikalnih metod ločevanja barvil membranska adsorpcija.
Magistrsko delo predstavlja preučitev različnih možnosti in načinov, s katerimi bi uspešno ločili kationska barvila iz modelnih odpadnih vod z uporabo membranskih adsorbentov na osnovi celuloznih nanofibrilov in pektina. Cilj magistrskega dela je bil sinteza cenovno – učinkovitih, okolju prijaznih membran, na osnovi nanofibrilirane celuloze in pektina, na osnovi enostavnih postopkov mešanja, vlivanja in sušenja z dodatkom citronske kisline (CA) in CaCl2 kot zamreževalca. Različne strukturirane membrane smo primarno okarakterizirali glede na njihove morfološke in fizikalno-kemijske lastnosti, ter sekundarno glede na njihove adsorpcijske lastnosti, na podlagi katerih smo preučili mehanizme in učinkovitost adsorpcije. Pri tem smo pridobili membrane, ki bi lahko uspešno vplivale na ločitev kationskih barvil iz vodnih medijev.
Gravimetrična analiza membran nam je podala zaključek, da so vse membrane na osnovi mešanic primarnih surovin brez dodanih zamreževalcev neobstojne v vodi, zato je dodatek zamreževalcev ključnega pomena. Opazili smo, da membrana formirana le iz CNFjev, ne potrebuje zamreževalca, saj je samostojno obstojna v vodi, kar pa gre pripisati intenzivnemu in ireverzibilnemu povezovanju nanofibrilov pri procesu sušenja, v odsotnosti drugih komponent.
Z ATR – FTIR spektroskopijo smo ugotovili, da obe vrsti zamreževalca, tako CA kot CaCl2, naredita spremembo v kemijski strukturi, in prispevata k določeni meri stabilizacije in s tem nakazujeta na uspešno ionsko (CaCl2), ter kovalentno (CA) vezavo. Z rezultati, pridobljenimi pri potenciometrični titraciji, smo ugotovilii, da dosežejo največji skupni naboj tiste membrane, ki vsebujejo zamreževalec CA. K doseganju največjega naboja membrane je prispevala predvsem prisotnost karboksilnih skupin, ki tudi vplivajo na večjo adsorpcijsko sposobnost membran. Izmerjene vrednosti z goniometrijo pri vseh membranah so bile nižje od 90° in kažejo na izrazito hidrofilnost membran, saj osnovne komponente vsebujejo hidrofilne hidroksilne, ter karboksilne skupine. Z optično mikroskopijo smo membrane le makroskopsko opazovali in zaključili, da imajo membrane izotropne strukture, brez preferenčne ureditve. Z rezultati gravimetričnega določanja % nabrekanja smo ugotovili, da zamreževalec pozitivno vpliva na ohranjanje strukture membrane v vodi. Pektin pa očitno vpliva na nestabilnost (karboksilne skupine, ob stiku z vodo dezintegrirajo), če primerjamo membrane z dodanim pektinom in membrano 10, ki ima vključen samo CNF. Z analizo adsorpcije barvil (UV-VIS spektrokoskopija) vidimo uspešno adsorpcijo obeh barvil Basic Yellow 28 kot tudi Basic Blue 22 v različnih koncentracijah na membrane. Najbolj uspešen primer navzemanja barvila je v primeru CNF/PC membran, ker ima pektin naboj, ki omogoča uspešno vezavo barvila. Dokazali smo tudi uspešno navzemanje barvila na membrane, pri obeh vrstah barvila. Odstotek razbarvanja kopeli se razlikuje glede na koncentracije v primeru najnižje koncentracije in najmanjše razbarvanje v primeru najvišje koncentracije, kar velja za vse membrane.
Adsorpcija barvil je pogojena s kemijsko strukturo ter mikrostrukturo membrane, ki se uporabi kot adsorbent.
Ključne besede: Celulozni nanofibrili, pektin, zamrežanje, membrana, membranska adsorpcija, kationska barvila
Objavljeno v DKUM: 09.02.2023; Ogledov: 664; Prenosov: 72
Celotno besedilo (5,82 MB) |
3. Polisaharidni aerogeli za izboljšanje biodostopnosti v vodi slabo topnih substancMaja Gračnar, 2015, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati štiri različne aerogele iz guarja, ksantana, alginata in nizkometiliranega pektina. Da smo dobili gel, smo uporabili direktno metodo geliranja v etanolu, v katerem smo raztopili tudi aktivno substanco nifedipin, ki se je tako vezala na pripravljene gele. Gele smo nato superkritično sušili s CO2. Ker v superkritičnem območju obstaja le ena faza in zaradi tega ni površinskih napetosti, ki bi povzročile krčenje por v gelu, se struktura gela ne poruši. Po tem, ko so spet doseženi normalni pogoji, pa je CO2 ponovno v plinastem stanju. Dobljeni aerogeli so zaradi visoke poroznosti in velike specifične površine primerni za nosilce aktivnih substanc in nadaljnje kontrolirano sproščanje. So tudi netoksični, biokompatibilni in biorazgradljivi, zaradi česar so prijazni tako človeku kot tudi okolju. Po superkritičnem sušenju smo z in vitro testi sproščanja preverjali, kako se iz nosilcev sprošča aktivna substanca v različnih simuliranih prebavnih tekočinah.
Ugotovili smo, da se je aktivna substanca iz alginatnega in pektinskega aerogela sprostila že po petih urah, med tem ko se je iz guarjevega in ksantanskega aerogela tudi po 24 h sprostila minimalna količina aktivne substance. Po končanem eksperimentalnem delu smo določili še kinetični model sproščanja.
Ključne besede: aerogel, ksantan, guar, pektin, alginat, nifedipin
Objavljeno v DKUM: 30.10.2015; Ogledov: 1428; Prenosov: 151
Celotno besedilo (1,99 MB) |
4. PRIPRAVA BIORAZGRADLJIVIH AEROGELOV ZA POTENCIALNE FARMACEVTSKE APLIKACIJEMitja Štumpf, 2014, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo sintentizirali biorazgradljive aerogele, pripravljene iz pektina, alginata in mešanice pektin-alginat (1:1). Aerogeli so visoko porozni materiali, ki se zaradi svojih lastnosti lahko uporabljajo tudi kot potencialni nosilci aktivnih substanc. Aerogele sintentiziramo po sol-gel postopku z različnimi načini zamreženja. V našem delu smo uporabili fizikalno zamreženje z divalentnimi ioni. Preverjali smo vpliv različnih ionov (Zn2+, Ca2+ in Sr2+) na končno morfologijo aerogela in tudi na sproščanje aktivne substance. Kot modelno substanco smo uporabili diklofenak natrij. Sintentizirali smo devet tipov aerogelov. Karakterizirali smo jih s FTIRom, plinsko adsorpcijo ter preverjali njihovo nabrekanje v simulirani želodčni in prebavni tekočini. Z in-vitro testi sproščanja smo preverjali sproščanje substance. Glede na morfologijo in sproščanje substance smo ugotovili, da so najbolj primerni pektinski aerogeli, zamreženi s cinkom. Z njimi smo dobili najbolj kontrolirano sproščanje substance, v eni uri se je sprostilo okrog 40 %, v 7 h pa več kot 80 %. Potencialni nosilci bi lahko bili tudi alginatni aerogeli, zamreženi s cinkom, ki imajo podobne karakteristike kot pektinski. Kot najslabši so se izkazali aerogeli zamreženi s kalcijem.
Ključne besede: Pektin, alginat, aerogel, diklofenak natrij, biorazgradljivost
Objavljeno v DKUM: 26.09.2014; Ogledov: 2108; Prenosov: 296
Celotno besedilo (29,02 MB) |
5. PRIPRAVA PEKTINSKIH AEROGELOV ZA ORALNO DOSTAVO AKTIVNIH UČINKOVINGabrijela Tkalec, 2013, diplomsko delo Opis: V farmacevtski industriji se pogosto uporablja sistem kontroliranega sproščanja učinkovin, saj nudi vrsto prednosti v primerjavi s farmacevtskimi oblikami s takojšnjim sproščanjem. Za kontrolirano sproščanje in oralno dostavo aktivnih učinkovin so izjemno zanimivi aerogeli iz naravnih polisaharidov, ki so netoksični, biorazgradljivi, biokompatibilni, dostopni in cenovno ugodni. Primerni so predvsem alginat, guar, ksantan, hitozan in pektin. V naših raziskavah smo za pripravo aerogelov uporabili pektin. Pektin je naravni polisaharid in se v veliki meri uporablja v farmacevtski ter prehrambeni industriji kot gelirno sredstvo. Nahaja se v večini rastlin kot gradnik celic. Zaradi svojih lastnosti je uporaben za sintezo biorazgradljivih aerogelov za oralno dostavo aktivnih učinkovin.
Namen diplomskega dela je bil pripraviti pektinske aerogele, ki so obstojnejši in stabilnejši od ostalih gelov, ter jih uporabiti kot nosilce aktivnih učinkovin za kasnejše kontrolirano sproščanje. Za sintezo smo uporabljali dve vrsti pektina – pektin iz jabolk ter pektin iz agrumov. Pripravili smo pektinske monolite in pektinske sferične aerogele. Vodo v hidrogelu smo postopno izmenjali s 100% etanolom, etanol pa smo kasneje odstranili s superkritičnim sušenjem s CO2. Po superkritičnem sušenju smo izmerili specifično površino, velikost in volumen por. Vsi trije parametri so bili izjemno visoki pri pektinskih multi-membranskih sferičnih aerogelih (nad 500m2/g), in ker je površina/volumen ena ključnih spremenljivk pri kontroli sproščanja aktivnih učinkovin, so bile te primernejše za vezavo aktivne učinkovine od pektinskih monolitov. S sproščanjem aktivne učinkovine iz multi-membranskih sferičnih aerogelov smo preverjali vpliv vrste pektina, vrste aktivne učinkovine ter številnosti membran na sproščanje učinkovine. Po sproščanju aktivne učinkovine smo določili tudi mehanizem sproščanja. Kot aktivni učinkovini smo uporabili teofilin in nikotinsko kislino.
Ključne besede: pektin, aerogeli, kontrolirano sproščanje, oralna dostava.
Objavljeno v DKUM: 05.09.2013; Ogledov: 3107; Prenosov: 443
Celotno besedilo (15,61 MB) |
