Fyzikální síťování nanovlákenných materiálů založených na PVA metodou freeze – thaw

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F21%3A00009309" target="_blank" >RIV/46747885:24210/21:00009309 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24510/21:00009309

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Fyzikální síťování nanovlákenných materiálů založených na PVA metodou freeze – thaw

Popis výsledku v původním jazyce

Zájem o materiály založené na PVA (polyvinylalkoholu) stále roste. PVA je slibným materiálem pro biomedicínské aplikace zejména díky dobré biokompatibilitě, nízké cytotoxicitě, vysoké retenci vlhkosti a propustnosti pro biologicky aktivní látky. Typické je použití PVA ve formě hydrogelů, které nachází uplatnění jako kožní kryty, jednorázové kontaktní čočky, vaskulární štěpy a také jako nosiče léčiv, případně je možná enkapsulace buněk. Také nanovlákenné materiály mohou mít velký potenciál pro použití v medicínských aplikacích, a to zejména jako nosiče vodorozpustných biologicky aktivních látek. Např. materiály s inkorporovanými růstovými faktory se mohou uplatnit při hojení chronických kožních poranění. Problémem těchto materiálů je jeho velmi rychlé rozpouštění ve vodném prostředí doprovázené rychlým uvolněním inkorporovaných látek. Rychlost rozpouštění lze upravit pomocí síťování PVA. Vedle chemického síťování, které často způsobuje cytotoxicitu materiálu a ztrátu aktivity inkorporovaných látek, je možné posílit fyzikální síťování PVA. Jednou z velmi šetrných metod stabilizace PVA s inkorporovanými biologicky aktivními látkami je metoda „freeze- thaw“ (F-T). Principem metody je posilování vodíkových můstků mezi molekulami PVA díky opakovanému zmrazení a následnému rozmrazení. Vliv na síťování (vedle materiálových parametrů) má počet aplikovaných cyklů F-T, a také použité teploty. Tato práce se zaměřuje na fyzikální stabilizaci nanovlákenných materiálů vyrobených z PVA s vysokým stupněm hydrolýzy (98 %) a vysokou molekulovou hmotností (125 000 g / mol) s inkorporovanými trombocytárními růstovými faktory (PL). V práci bylo sledováno 5 a 10 cyklů F-T, při teplotách freeze -20 °C a thaw 4 °C a 22 °C. Následně byl sledován vliv aplikovaného F-T na změnu krystalinity nanovlákenných materiálů, a dále na rozpustnost PVA a rychlost uvolňování inkorporovaných proteinů z nanovlákenného materiálu. Z dosažených výsledků je patrné, že vlivem F-T dochází ke zvýšení krystalinity PVA a zároveň ke snížení jeho rozpustnosti až o 10 %. Také bylo pozorováno zpomalení uvolňování proteinů o 18 %.

Název v anglickém jazyce

Physical crosslinking of nanofibrous materials based on PVA by freeze - thaw method

Popis výsledku anglicky

Interest in PVA (polyvinyl alcohol) based materials is still growing. PVA is a promising material for biomedical applications mainly due to good biocompatibility, low cytotoxicity, high moisture retention and permeability for biologically active substances. The use of PVA in the form of hydrogels is typical, which finds application as skin covers, disposable contact lenses, vascular grafts and also as drug carriers, or cell encapsulation is possible. Nanofibrous materials can also have great potential for use in medical applications, especially as carriers of water-soluble biologically active substances. E.g. materials with incorporated growth factors may be used in the healing of chronic skin wounds. The problem with these materials is their very rapid dissolution in an aqueous medium accompanied by the rapid release of incorporated substances. The dissolution rate can be adjusted using PVA crosslinking. In addition to chemical crosslinking, which often causes cytotoxicity of the material and loss of activity of the incorporated substances, it is possible to strengthen the physical crosslinking of PVA. One of the most gentle methods of stabilizing PVA with incorporated biologically active substances is the freeze-thaw (F-T) method. The principle of the method is the strengthening of hydrogen bonds between PVA molecules due to repeated freezing and subsequent thawing. The number of applied F-T cycles, as well as the temperatures used, have an effect on the crosslinking (in addition to the material parameters). This work focuses on the physical stabilization of nanofibrous materials made from PVA with a high degree of hydrolysis (98%) and high molecular weight (125,000 g / mol) with incorporated platelet-derived growth factors (PL). 5 and 10 cycles of F-T were monitored, at freeze temperatures of -20 ° C and thaw at 4 ° C and 22 ° C. Subsequently, the effect of applied F-T on the change in the crystallinity of nanofibrous materials was studied, as well as on the solubility of PVA and the release rate of incorporated proteins from the nanofibrous material. The results show that F-T increases the crystallinity of PVA and at the same time reduces its solubility by up to 10%. An 18% delay in protein release was also observed.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

21001 - Nano-materials (production and properties)

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů