1. Izboljšanje lastnosti škrobnih aerogelov z dodatkom hitozana : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeRok Petrovič, 2024, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati polisaharidne aerogele na osnovi škroba z dodatkom hitozana ter preučiti vpliv dodatka hitozana na njihove termične in strukturne lastnosti. Polisaharidni aerogeli so izjemno lahki in porozni materiali, ki so se zaradi svoje biokompatibilnosti in biorazgradljivosti v zadnjem desetletju izkazali kot obetavni kandidati za razvoj novih metod v biomedicinskih aplikacijah.
V eksperimentalnem delu smo s sol-gel sintezo pripravili škrobno-hitozanske aerogele pri različnih koncentracijah obeh polimerov, ki smo jih nato posušili s superkritičnim ogljikovim dioksidom. Sušenje smo izvedli pri 40 °C in 120 bar na polindustrijski napravi za superkritično sušenje UHDE.
Lastnosti škrobno-hitozanskih aerogelov smo karakterizirali z metodami plinske adsorpcije, vrstične elektronske mikroskopije (SEM), Fourierjeve transformacijske infrardeče spektroskopije (FTIR), termogravimetrične analize (TGA) in diferencialne vrstične kalorimetrije (DSC). Nazadnje smo z izvedbo testov nabrekanja in stabilnosti preučili njihovo obnašanje v vodnem mediju.
Rezultati so pokazali, da se je hitozan uspešno vgradil v strukturo škrobnih aerogelov ter izboljšal njihove strukturne in termične lastnosti.
Ključne besede: Aerogeli, polisaharidi, škrob, hitozan, superkritični fluidi, sol-gel sinteza
Objavljeno v DKUM: 24.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 11
 Celotno besedilo (5,38 MB) |
2. 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: 18
Celotno besedilo (4,26 MB) |
3. Reinforcing ethyl cellulose aerogels with poly(lactic acid) for enhanced bone regenerationGabrijela Horvat, Jan Rožanc, Uroš Maver, Matjaž Finšgar, Željko Knez, Zoran Novak, 2024, izvirni znanstveni članek Opis: Developing double porous biodegradable and biocompatible scafolds that can incorporate and release drugs in a controlled manner holds immense potential in regenerative medicine. This study presents a synthesis method for preparing a macro-mesoporous scafold, where poly(lactic acid) adds to the macroporous region and mechanical properties, and ethyl cellulose adds to the surface area (182 m2 /g). High surface area enables the incorporation of model drug indomethacin with an entrapment efciency of 17.0% and its later controlled release profle. The resulting scafold has desirable mechanical properties in the range of a natural trabecular bone with a compressive modulus of 22.4 MPa. The material is stable in the simulated body fuids for 120 days before the slow degradation starts. In vitro studies demonstrate the material’s ability to support bone cell adhesion, proliferation, and diferentiation, promoting osteogenic activity. Overall, the unique combination of poly(lactic acid) and ethyl cellulose produces advanced materials with tailored macro and mesopore properties, remarkable mechanical properties, optimal degradation rate, and drug delivery potential, making it a promising candidate for bone scafolds in regenerative medicine and tissue engineering
Ključne besede: bio composite, polymer-matrix composites (PMCs), polymers, porosity/voids, secondary ion mass spectrometry
Objavljeno v DKUM: 23.08.2024; Ogledov: 130; Prenosov: 6
Celotno besedilo (2,87 MB) |
4. Evaluation of ethanol-induced chitosan aerogels with human osteoblast cellsMilica Pantić, Uroš Maver, Jan Rožanc, Boštjan Vihar, Darija Cör Andrejč, Željko Knez, Zoran Novak, 2023, izvirni znanstveni članek Ključne besede: chitosan, aerogels, supercritical drying, bone tissue engineering, osteoblasts
Objavljeno v DKUM: 06.05.2024; Ogledov: 209; Prenosov: 25
Celotno besedilo (3,42 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
5. Sustainable in-water synthesis of aliphatic porous polyazines : a versatile platform for conjugated aerogels, polyHIPEs, or carbon foamsTomaž Kotnik, Gregor Žerjav, Zoran Novak, Albin Pintar, Sebastijan Kovačič, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: Access to conjugated porous polymers via synthetically sustainable and straightforward routes is highly desirable, as many polymer systems exhibit high performance but require arduous synthetic protocols that rarely pave the way to commercial reality. In this article, we describe an easily fabricated series of novel highly porous poly(Schiff bases) that feature an aliphatic conjugated backbone obtained with low synthetic complexity from simple reagents such as glyoxal and hydrazine monohydrate in water. The effective synthesis enables the preparation of three different functional scaffolds, i.e., aerogels, polyHIPEs (polymerized HIPEs), and even carbon foams from aliphatic poly(azine) (PAZ) networks. The reported synthetic approach is compared to the literature using ″green chemistry metrics″, such as the E-factor and synthetic complexity (SC) index, and shows dramatic improvements. An E-factor of up to 0.27 for aerogels or 80 for polyHIPEs and an SC index of 2.7 are much lower than those for poly(arylene)-based conjugated analogues, indicating good scalability, sustainability, and low cost. PAZ materials feature impressive red/near IR-shifted optical absorption band edges, with an electrochemical band gap of 1.45 eV. Aliphatic PAZ scaffolds are characterized by high flexibility compared to aromatic analogues and do not fail at compressive loads of up to 70%. Finally, carbonization at 500 °C leads to highly porous carbonaceous scaffolds with a high N content of up to 29 wt % (21 mmol of nitrogen per gram carbon material).
Objavljeno v DKUM: 13.03.2024; Ogledov: 696; Prenosov: 17
Celotno besedilo (11,24 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
6. Hybrid polylactic-acid–pectin aerogels : synthesis, structural properties, and drug releaseGabrijela Horvat, Klara Žvab, Željko Knez, Zoran Novak, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: Wound-dressing materials often include other materials stimulating wound healing. This research describes the first formulation of biodegradable hybrid aerogels composed of polylactic acid and pectin. The prepared hybrid material showed a highly porous structure with a surface area of 166 +/- 22.6 m(2)center dot g(-1). The addition of polylactic acid may have decreased the surface area of the pure pectin aerogel, but it improved the stability of the material in simulated body fluid (SBF). The pure pectin aerogel showed a high swelling and degradation ratio after 3 h. The addition of the polylactic acid prolonged its stability in the simulated body fluid from 24 h to more than one week, depending on the amount of polylactic acid. Biodegradable aerogels were loaded with indomethacin and diclofenac sodium as model drugs. The entrapment efficiencies were 63.4% and 62.6% for indomethacin and diclofenac sodium, respectively. Dissolution of both drugs was prolonged up to 2 days. Finally, sodium percarbonate and calcium peroxide were incorporated into the bioaerogels as chemical oxygen sources, to evaluate oxygen generation for potential wound healing applications.
Ključne besede: hybrid aerogels, bioaerogel, pectin, polylactic acid, wound healing
Objavljeno v DKUM: 20.02.2024; Ogledov: 357; Prenosov: 24
Celotno besedilo (2,62 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
7. Green Processing of Neat Poly(lactic acid) Using Carbon Dioxide under Elevated Pressure for Preparation of Advanced Materials : A Review (2012–2022)Stoja L. Milovanović, Ivana Lukic, Gabrijela Horvat, Zoran Novak, Sulamith Frerich, Marcus Petermann, Carlos A. García-González, 2023, pregledni znanstveni članek Opis: This review provides a concise overview of up-to-date developments in the processing of neat poly(lactic acid) (PLA), improvement in its properties, and preparation of advanced materials using a green medium (CO2 under elevated pressure). Pressurized CO2 in the dense and supercritical state is a superior alternative medium to organic solvents, as it is easily available, fully recyclable, has easily tunable properties, and can be completely removed from the final material without post-processing steps. This review summarizes the state of the art on PLA drying, impregnation, foaming, and particle generation by the employment of dense and supercritical CO2 for the development of new materials. An analysis of the effect of processing methods on the final material properties was focused on neat PLA and PLA with an addition of natural bioactive components. It was demonstrated that CO2-assisted processes enable the control of PLA properties, reduce operating times, and require less energy compared to conventional ones. The described environmentally friendly processing techniques and the versatility of PLA were employed for the preparation of foams, aerogels, scaffolds, microparticles, and nanoparticles, as well as bioactive materials. These PLA-based materials can find application in tissue engineering, drug delivery, active food packaging, compostable packaging, wastewater treatment, or thermal insulation, among others.
Ključne besede: aerogels, drying, foaming, impregnation, particle generation, PLA
Objavljeno v DKUM: 06.02.2024; Ogledov: 395; Prenosov: 24
Celotno besedilo (5,02 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
8. 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: 445; Prenosov: 41
Celotno besedilo (3,77 MB) |
9. |
10. 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: 487; Prenosov: 184
Celotno besedilo (4,25 MB) |
