Preparation of the liposome-based nanocarriers stabilized with the silicone layer

Celem pracy licencjackiej było otrzymanie i scharakteryzowanie pęcherzyków liposomowych stabilizowanych warstwą silikonową, które będą mogły być wykorzystane jako nanonośniki substancji biologicznie aktywnych, a w szczególności doksorubicyny - leku przeciwnowotworowego. Tworzenie warstwy silikonowej dla liposomów kationowych PC/DODAB było inicjowane poprzez dodatek różnej ilości monomeru 1,3,5,7-tetrametylocyklotetrasiloksanu (D4H). Następnie pęcherzyki liposomowe scharakteryzowano ze względu na rozmiar, potencjał zeta, stabilność i morfologię, używając różnych technik badawczych (DLS, pomiar potencjałów zeta, TEM, UV-Vis). W układach o najlepszych parametrach zamykano związek modelowy - kalceinę, aby zbadać profile uwalniania metodami fluorescencyjnymi. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że wytworzona w dwuwarstwie lipidowej warstwa silikonowa zwiększa stabilność liposomów, a najlepszymi badanymi układami okazały się liposomy stabilizowane warstwą silikonową wytworzoną przez dodatek monomeru D4H w ilości 60% molowej zawartości lipidów. Wykonane badania in vitro dowiodły, że otrzymane nanonośniki nie wykazują toksyczności względem komórek pierwotnych fibroblastów ludzkiej skóry (HSF).The aim of this work was to obtain and characterize the liposomal vesicles stabilized with the silicone layer that can be used as nanocarriers of biologically active substances, in particular the doxorubicin - anticancer drug. The formation of the silicone layer for cationic liposomes PC/DODAB was initiated by the addition of different amount of the monomer 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (D4H). Then the liposomal vesicles were characterized on account of the size, zeta potential, stability and morphology using different techniques (DLS, zeta potential measurments, TEM, UV-Vis). In systems with the best parameters the model compound - calcein was encapsulated in order to investigate release profiles applying the fluorescence spectroscopy. The results of this study showed that the silicone layer fabricated inside the lipid bilayer increases the stability of the liposomes and the best systems tested are liposomes stabilized with the silicone layer formed by addition of D4H in amount of 60% molar lipid content. In vitro studies have proved that obtained nanocarriers show no toxicity to the cells of primary dermal fibroblasts (HSF)

Preparation of the biomimetic hydrogel materials for bone tissue engineering.

Celem pracy magisterskiej było otrzymanie i określenie właściwości biologicznych i fizykochemicznych biomimetycznych materiałów hydrożelowych jako potencjalnych sztucznych rusztowań komórkowych, w szczególności do zastosowań w ubytkach tkanki kostnej. Badania skupiono wokół trzech głównych obszarów: I. Otrzymanie i charakterystyka materiałów hybrydowych, które stanowiły hydrożele oparte na kolagenie i chitozanie sieciowane genipiną, z dodatkiem nanocząstek krzemionki, syntezowanych metodą Stӧbera. II. Otrzymanie i charakterystyka hydrożeli opartych na kolagenie i chitozanie z dodatkiem nowego biopolimeru – kwasu hialuronowego sieciowanych genipiną. III. Otrzymanie i charakterystyka nanocząstek krzemionki funkcjonalizowanych powierzchniowo grupami aminowymi jako potencjalnych bioaktywnych składników skafoldów. Wyniki badań wykazały, że możliwe jest zastosowanie zsyntezowanych materiałów jako komponentów sztucznych rusztowań komórkowych dla potrzeb inżynierii tkankowej.The purpose of this study was to obtain and determine biological and physicochemical properties of biomimetic hydrogel materials for bone tissue engineering. The thesis focused on three main areas:I. Preparation and characterization of hybrid materials based on genipin-crosslinked collagen, collagen-chitosan and chitosan hydrogel with dispersed silica nanoparticles obtained by Stӧber method.II. Preparation and characterization of hydrogel materials based on genipin-crosslinked collagen-chitosan hydrogels with addition of a new biopolimer – hyaluronic acid.III. Preparation and characterization of the amino-functionalized silica nanoparticles as potential bioactive elements of scaffolds.The results indicated that obtained materials may serve as components of scaffolds for tissue engineering

Magnetic properties of collagen-chitosan hybrid materials with immobilized superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs)

The paper presents results of our studies on hybrid materials based on polymers of natural origin containing superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). Such nanoparticles, coated with the chitosan derivative, were immobilized in a chitosan-collagen hydrogel matrix by crosslinking with genipin. Three types of biopolymer matrices of different collagen-to-chitosan ratios were studied. A thorough magnetic characterization was performed, including magnetic susceptibility, magnetization, and hysteresis loop measurements in a temperature range of 4 K to 300 K and a magnetic field induction up to 8 Tesla. The effect of SPION immobilization and material composition on the magnetic properties of the hybrids was investigated. The results showed that hybrid materials with covalently bounded SPIONs preserved the superparamagnetic character of SPIONs and exhibited promising magnetic properties, which are important for their potential applications