A microemulsion-based phase-separated hydrogel

Táto bakalárska práca je zameraná na tvorbu fázovo separovaného hydrogélu z mikroemulzie. Popisuje možnú prípravu, ktorej základom je mikroemulzia so solubilizovaným olejom v hydrofóbnych častiach katiónaktívneho tenzidu CTAB a následná fázová separácia s kyselinou hyalurónovou. Na základe reologických meraní vykazujú tieto hydrogély horšie mechanické vlastnosti v porovnaní s fázovo separovanými hydrogélmi z micelárneho roztoku. Celkovo pridaný olej znižuje viskoelastický charakter, spôsobuje preváženie viskózneho modulu nad elastickým a za určitých okolností zvyšuje viskozitu. Pri vyššej molekulovej hmotnosti hyaluronanu sú u týchto modifikovaných hydrogélov vytvorené pevnejšie a rigidnejšie gélové štruktúry, než je tomu v prípade nízkej molekulovej hmotnosti. Z meraní vyplýva, že hydrogél z mikroemulzie s obsahom olivového oleja vykazuje lepšie mechanické vlastnosti na rozdiel od hydrogélu so slnečnicovej mikroemulzie. TSCPC analýza ukazuje na vznik sférického útvaru v hydrofilnom prostredí gélu. Na základe dôb života Nílskej červene sa tak môže jednať o emulziu typu w/o, alebo viac komplikovanejšiu štruktúru o/w/o.The main aim of the bachelor thesis is to create a microemulsion based – phase – separated hydrogel. It describes the possible mechanism of preparation, which is based on microemulsion. Microemulsion was prepared by solubilization of oil in the hydrophobic parts of cationic surfactant CTAB. Followed by phase separation with hyaluronic acid has occurred the phase – separated hydrogel. Rheological measurements show that this hydrogel decreases mechanical properties as compared to phase – separated hydrogel from micellar solution. Overall, these hydrogels with the addition of oil, reduce the viscoelastic character, decrease elastic module and possibly increase the viscosity. The higher molecular weight of hyaluronan in these modified hydrogels forms stronger and more rigid gel structures, compared to low molecular weight. The measurements show that the hydrogel containing microemulsion of olive oil improve mechanical properties, unlike the microemulsion of sunflower oil. TSCPC analysis shows formation of spherical structure in the hydrophilic part of gel. Based on the lifetimes of Nile red this may be an emulsion w/o or more complicated structure like o/w/o.

Effect of Polymeric Nanoparticles with Entrapped Fish Oil or Mupirocin on Skin Wound Healing Using a Porcine Model

The utilization of poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) nanoparticles (NPs) with entrapped fish oil (FO) loaded in collagen-based scaffolds for cutaneous wound healing using a porcine model is unique for the present study. Full-depth cutaneous excisions (5 x 5 cm) on the pig dorsa were treated with pure collagen scaffold (control, C), empty PLGA NPs (NP), FO, mupirocin (MUP), PLGA NPs with entrapped FO (NP/FO) and PLGA NPs with entrapped MUP (NP/MUP). The following markers were evaluated on days 0, 3, 7, 14 and 21 post-excision: collagen, hydroxyproline (HP), angiogenesis and expressions of the COX2, EGF, COL1A1, COL1A3, TGFB1, VEGFA, CCL5 and CCR5 genes. The hypothesis that NP/FO treatment is superior to FO alone and that it is comparable to NP/MUP was tested. NP/FO treatment increased HP in comparison with both FO alone and NP/MUP (day 14) but decreased (p < 0.05) angiogenesis in comparison with FO alone (day 3). NP/FO increased (p < 0.05) the expression of the CCR5 gene (day 3) and tended (p > 0.05) to increase the expressions of the EGF (day 7, day 14), TGFB1 (day 21) and CCL5 (day 7, day 21) genes as compared with NP/MUP. NP/FO can be suggested as a suitable alternative to NP/MUP in cutaneous wound treatment.O

Accelular nanofbrous bilayer scafold intrapenetrated with polydopamine network and implemented into a full-thickness wound of a white-pig model afects infammation and healing process

Treatment of complete loss of skin thickness requires expensive cellular materials and limited skin grafts used as temporary coverage. This paper presents an acellular bilayer scaffold modified with polydopamine (PDA), which is designed to mimic a missing dermis and a basement membrane (BM). The alternate dermis is made from freeze-dried collagen and chitosan (Coll/Chit) or collagen and a calcium salt of oxidized cellulose (Coll/CaOC). Alternate BM is made from electrospun gelatin (Gel), polycaprolactone (PCL), and CaOC. Morphological and mechanical analyzes have shown that PDA significantly improved the elasticity and strength of collagen microfibrils, which favorably affected swelling capacity and porosity. PDA significantly supported and maintained metabolic activity, proliferation, and viability of the murine fibroblast cell lines. The in vivo experiment carried out in a domestic Large white pig model resulted in the expression of pro-inflammatory cytokines in the first 1-2 weeks, giving the idea that PDA and/or CaOC trigger the early stages of inflammation. Otherwise, in later stages, PDA caused a reduction in inflammation with the expression of the anti-inflammatory molecule IL10 and the transforming growth factor beta (TGF beta 1), which could support the formation of fibroblasts. Similarities in treatment with native porcine skin suggested that the bilayer can be used as an implant for full-thickness skin wounds and thus eliminate the use of skin grafts

Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing

Spolu s narastajúcimi nárokmi na kvalitu liečby v oblasti popálenin a plastickej chirurgie existuje možnosť ako uplatniť nové technologické riešenie na liečbu porúch s celkovou stratou kožnej vrstvy. Diplomová práca sa zaoberá prípravou nanoštrukturovaného, dvojvrstvového skafoldu pre využitie v tkánivovom inžinierstve, ktorý nahrádza kožnú časť dermis (dolná porézna vrstva) a bazálnu membránu (horná a tenká nanovlákenná vrstva). Zákaldom dolnej pórovitej vrstvy je kolagén, charakterizovaný v prítomnosti ďalších polysacharidových aditív: chitosan, vápenatá soľ oxidovanej celulózy (CaOC), sodná soľ karboxymetylcelulózy (NaCMC). Zároveň prídavok dopamínu a fibroblastového rastového faktoru (FGF), s cieľom zlepšiť biomechanické vlastnosti, regulovať a podporovať hojenie kože. Tenká nanovlákenná vrstva je zložená zo želatíny, polycaprolaktónu (PCL) a CaOC. Sú navrhnuté dva rôzne mechnizmy prípravy skafoldu, ktoré sa odlišujú sa v prítomnosti sieťovaných a nesieťovaných nanovláken. Skafoldy boli charakterizované z hľadiska biomechanických, štruktúrnych vlastností a in vitro. Vrchná nanovlákenná vrstva poskytuje mechanickú podporu, ktorá je výrazne zvýšená prítomnosťou polydopamínu (PDA). Test botnania poréznej vrstvy skafoldu ukázal na dostatočne veľké póry, umožňujúce filtráciu buniek. Táto botnatosť bola znížená v prítomnosti PDA, ktorý má zároveň významný vplyv na časové predĺženie degrádácie v prítomnosti kolagenázy a lyzozýmu. Spolu s FGF výrazne podporil proliferizáciu a životaschopnosť myších fibroblastov. Nanoštrukturovaný, dvojvrstvový skafold má potenciál pre budúce aplikácie pri hojení rán, kedže sa vyznačuje dobrými mechanickými vlastnosťami a umožňuje bunkám adherovať, proliferovať a formovať extra celulárny matrix

Preparation and characterization of nanostructured resorbable substitutes for accelerated skin healing

Spolu s narastajúcimi nárokmi na kvalitu liečby v oblasti popálenin a plastickej chirurgie existuje možnosť ako uplatniť nové technologické riešenie na liečbu porúch s celkovou stratou kožnej vrstvy. Diplomová práca sa zaoberá prípravou nanoštrukturovaného, dvojvrstvového skafoldu pre využitie v tkánivovom inžinierstve, ktorý nahrádza kožnú časť dermis (dolná porézna vrstva) a bazálnu membránu (horná a tenká nanovlákenná vrstva). Zákaldom dolnej pórovitej vrstvy je kolagén, charakterizovaný v prítomnosti ďalších polysacharidových aditív: chitosan, vápenatá soľ oxidovanej celulózy (CaOC), sodná soľ karboxymetylcelulózy (NaCMC). Zároveň prídavok dopamínu a fibroblastového rastového faktoru (FGF), s cieľom zlepšiť biomechanické vlastnosti, regulovať a podporovať hojenie kože. Tenká nanovlákenná vrstva je zložená zo želatíny, polycaprolaktónu (PCL) a CaOC. Sú navrhnuté dva rôzne mechnizmy prípravy skafoldu, ktoré sa odlišujú sa v prítomnosti sieťovaných a nesieťovaných nanovláken. Skafoldy boli charakterizované z hľadiska biomechanických, štruktúrnych vlastností a in vitro. Vrchná nanovlákenná vrstva poskytuje mechanickú podporu, ktorá je výrazne zvýšená prítomnosťou polydopamínu (PDA). Test botnania poréznej vrstvy skafoldu ukázal na dostatočne veľké póry, umožňujúce filtráciu buniek. Táto botnatosť bola znížená v prítomnosti PDA, ktorý má zároveň významný vplyv na časové predĺženie degrádácie v prítomnosti kolagenázy a lyzozýmu. Spolu s FGF výrazne podporil proliferizáciu a životaschopnosť myších fibroblastov. Nanoštrukturovaný, dvojvrstvový skafold má potenciál pre budúce aplikácie pri hojení rán, kedže sa vyznačuje dobrými mechanickými vlastnosťami a umožňuje bunkám adherovať, proliferovať a formovať extra celulárny matrix