Tenké filmy z biokompatibilních a biodegradabilních polymerů mají řadu využití v medicíně a tkáňovém inženýrství, například jako biodegradabilní implantáty nebo aktivní kryty ran. Mezi polymery vhodné pro přípravu takovýchto filmů patří polysacharid hyaluronan, který je přirozenou součástí lidského těla. Zajímavou možností, jak výrazně rozšířit spektrum potenciálních aplikací, je příprava filmů vícesložkových a/nebo vícevrstvých. Kombinací více materiálů s různými vlastnostmi a jejich vhodným strukturováním lze získat unikátní vlastnosti, výrazně se odlišující od chování samostatných složek. Cílem práce je příprava takovýchto kompozitních filmů z hyaluronanu, jeho různých derivátů, dalších biodegradabilních polymerů a aktivních látek. V rámci charakterizace filmů bude studována jejich struktura, morfologie, mechanické vlastnosti, chování v různých prostředích, mechanická i chemická stabilita a průběh uvolňování malých molekul.

Vedoucí školitel: Josef Chmelař

Hydrogely jsou trojrozměrné hydrofilní sítě s vysokým obsahem vody. Hydrogely na bázi kyseliny hyaluronové vykazují vysokou biokompatibilitu s laditelnými mechanickými vlastnostmi, proto mají široké uplatnění ve farmacii, chirurgii a tkáňovém inženýrství. Z lineárních polymerů se hydrogely připravují síťováním. Světlem iniciované síťování – fotosíťování, má výhody časové a prostorové kontroly nad síťovací reakcí s možností in situ gelace a tvarového dizajnu.

Cílem této práce je příprava a charakterizace fotochemicky síťovaných hydrogelů HA. Za tím účelem budou připraveny fotoreaktivní deriváty HA, které budou síťovány viditelným světlem v přítomnosti biokompatibilních fotoiniciátorů. U výsledných hydrogelů budou analyzovány sorpční a mechanické vlastnosti.

Časová dotace: 8h/týden

Předpoklady: znalost angličtiny, základy organické a polymerní chemie, zručnost, MS office (zpracování výsledků), prezentační schopnosti

Vedoucí školitel: Ing. Tomáš Bobula, Ph.D.

Nanovlákenné vrstvy jsou ve společnosti Contipro připravovány metodou elektrostatického zvlákňování a jsou svým složením založeny na kyselině hyaluronové. Výhodou dané technologie je možnost snadné inkorporace dobře rozpustných látek ve vodě do hydrofilní matrice a tím zvýšení stability a účinnosti nanovláken, V případě látek hydrofobní povahy je inkorporace náročnější a je nutné přípravu roztoku a zvlákňování optimalizovat . V rámci této stáže se student teoreticky a prakticky seznámí s danou metodou přípravy nanovláken a provede literární rešerši na používané pomocné materiály pro zvlákňování a hydrofobní látky v kosmetice. Následně navrhne postup pro přípravu vláknícího roztoku a jeho zvláknění. Student využije dostupné analytické metody pro vyhodnocení parametrů připravených kosmetických kompozic. Navlákněné vrstvy budou analyzovány ohledně morfologie a vzhledu (SEM), bude analyzována inkorporace látek v nanovlákenné matrici. Student si sám bude moc vyhodnotit finální kosmetickou kompozici na menším testu účinnosti a bezpečnosti.

Vedoucí školitel: Mgr. Štěpán Vondrovic

Cílem stáže bude návrh a realizace mechanicky pohyblivé sprejovací nebo zvlákňovací trysky, která bude svým pohybem kopírovat povrch libovolného 3D objektu tak, aby byla nanášená vrstva tloušťkově rovnoměrná. Depoziční techniky budou využívat tvorbu spreje nebo vláken v elektrostatickém poli, pohyb bude zajištěn mechanismem robotické ruky, případně v kombinaci s jinými aktuátory. Student/ka se seznámí s využitím elektrostatického pole v depozičních technikách, základními mechanickými principy při ovládání robotických manipulátorů a jejich řízením/programováním. Dále využije charakterizační a analytické metody pro následné vyhodnocení parametrů připravených vrstev.

Vedoucí školitel: Ing. Marek Pokorný, PhD., Mgr. Jan Klemeš

Cílem stáže bude návrh a příprava nanovlákenné vrstvy s obsahem stimulancia jako doplňku stravy pro zvýšení soustředění. Prostředek bude tvořen nanovlákennou vrstvou z vhodného biokompatibilního nosiče, nativní kyselinou hyaluronovou a stimulanciem. Student bude seznámen s jednotlivými činnostmi vývoje nanovlákenného prostředku. Seznámí se teoreticky i prakticky s metodou elektrostatického zvlákňování, pomocí které bude připravovat nanovlákennou matrici. Student sepíše literární rešerši zahrnující výběr vhodných pomocných látek pro zvlákňování a aktivních látek používaných v doplňcích stravy a jejich přípustné/limitní obsahové hodnoty. Následně navrhne postup pro přípravu vláknícího roztoku a jeho zvláknění. Aby takový prostředek splnil stimulační účinek, bude do něho zabudována biologicky aktivní látka – kofein a další běžně používané látky. Student využije dostupné analytické metody pro vyhodnocení parametrů připravených materiálů. Navlákněné vrstvy budou analyzovány ohledně morfologie a vzhledu (SEM), bude sledována inkorporace a struktura aktivní látky v nanovlákenné matrici pomocí UV-VIS a Ramanovi spektroskopie. Student navrhne finální formu zpracování nanovlákenné vrstvy a sám si navrhne vhodný primární a sekundární obal.

Vedoucí školitel: Mgr. Štěpán Vondrovic