Předložená diplomová práce se zabývá charakterizací vlastností kolagenu po působení různých fyzikálních a chemických podmínek. Jejím cílem je popsat změny struktury kolagenu způsobené jeho modifikací, zhodnotit dopad těchto změn na další použití kolagenu a výběr vhodné metody pro determinaci vlastností kolagenu. V literární rešerši je popsána chemická struktura kolagenu, jeho využití jako biomateriálu, stabilita kolagenu a způsoby určení stupně porušení nativní kolagenní struktury. V experimentální části jsou vodné roztoky hovězího kolagenu typu I modifikovány působením různých podmínek - různé intenzity a délky dezintegrace (1 minuta při 6 000 otáčkám až 5 minut při 14 000 otáčkách), různé teploty přípravy (4 °C, pokojová teplota a 30 °C), různou dobou přípravy (1 až 5 dní), působením světla (1 až 14 dní) a úpravou pH (4 až 8). Za účelem popsání struktury kolagenu a změn, k nimž došlo během modifikace kolagenních vzorků působením různých podmínek jsou kolagenní roztoky analyzovány UV VIS spektrometrií a infračervenou spektrometrií. UV-VIS spektrometrií byly analyzovány barevné produkty reakce volných aminoskupin přítomných v kolagenu s vhodným činidlem. Jako činidlo byl použit vodný roztok kyseliny 2,4,6 trinitrobenzensulfonové a roztok ninhydrinu v alkoholu. V případě FT-IR spektrometrie byly kolagenní vzorky analyzovány buď v podobě KBr tablet nebo pomocí ATR techniky v podobě filmů. Pro vyhodnocení změn ve struktuře kolagenu byla využita dekonvulace amidu I, jednoho z charakteristických pásů v infračerveném spektru kolagenu, který leží v oblasti 1590 - 1720 cm-1. Na základě snímků pořízených pomocí SEM byla porovnána morfologie kolagenních vzorků. V souladu s teoretickými předpoklady bylo zjištěno, že k nejvýraznějšímu porušení kolagenní struktury dochází při dlouhodobém stání kolagenního roztoku na světle. Podstatné změny způsobuje i zvýšení teploty a téměř žádný vliv na strukturu kolagenu nemá intenzita dezintegrace kolagenního roztoku. V případě zvýšení pH, byly vzorky do pH 5 stabilní a homogenní, ale poté docházelo k oddělení kolagenní fáze a srážení kolagenu, což ovlivnilo a zkreslilo UV-VIS analýzu. Nejlepších vlastností dosahují vzorky zamražené čerstvě po přípravě, dezintegrované 4 minuty při 14 000 otáčkách při 30 °C a beze změny pH. Na základě výsledků analýz se jako vhodné metody pro stanovení stupně porušení kolagenní struktury ukázala UV VIS spektrometrie s využitím kyseliny 2,4,6 trinitrobenzensulfonové v kombinaci s infračervenou spektrometrií kolageních filmů.

Diplomová práca sa zaoberá novou kvalitatívnou analýzou kolagénových vrstiev pomocou cirkulárneho dichroizmu v pevnej fáze. Teoretická časť opisuje kolagén a jeho sekundárnu štruktúru, spektroskopické metódy cirkulárneho dichroizmu (CD) a zoslabenej úplnej reflektancie (ATR). Experimentálna časť sa zaoberá prípravou homogénnych a transparentných kolagénových filmov a optimalizáciou objemu, koncentrácie a sušenia. Následne sa zmerala a vyhodnotila kalibračná krivka s rôznymi pomermi kolagénu a želatíny. Získaná rovnica lineárnej regresie sa použila na stanovenie obsahu kolagénu v modifikovaných vzorkách. Výsledky hodnotených modifikovaných vzoriek boli porovnané s meraniami ATR spektroskopie. Merania ATR ukázali vyšší obsah kolagénu ako CD merania. Vzorky s najnižším a najvyšším obsahom kolagénu sú pre obe metódy rovnaké. Dokazuje to, že môžme porovnávať vzorky s rôznym obsahom kolagénu navzájom, ale nemôžeme určiť presný obsah kolagénu pripojením týchto dvoch metód. Optimalizovaná metóda CD sa môže použiť na prípravu a meranie presného obsahu kolagénu vo vzorkách, najmä v rámci výroby kolagénu, aby sa dosiahla konštantná kvalita kolagénu v každom kroku výroby.

In this thesis there was preparation optimized for agarose-gelatin hydrogels with addition of various concentrations of low-molecular and high-molecular hyaluronan and than there were examined viscoelastic properties of them by rheological oscilation tests and high-resolution ultrasonic spektrometry. By rheology were measured values of elastic and viscous modulus for selected amplitude of strain, oscilation frequencies and temperatures. In the second method there were recorded values of ultrasonic velocities of samples at temperature scanning from 85 to 25 °C and from 25 to 85 °C in HR-US 102, which were compared with ultrasonic velocities measured at the temperature 27,0±0,5 °C by gel-modul HR-EX-SSC.

oundry production, which forms an integral part of the engineering industry, is a source of waste with a negative impact on the working and living environment. The pressure on greening the production in all production branches of industry does not dodge the foundry industry and technical engineers seek out possibilities of decreasing the negative impact of the production of casting on the environment. An important source of environmentally dangerous waste in foundry operation is the use of organic compounds during the preparation of shaping and core mixtures. Their substitution with materials that would ensure similar technological features of the shaping and core mixtures as the organic materials used hitherto and at the same time decrease the amount of solid, liquid and gaseous ecologically undesirable compounds used in or arising during the preparation and use of shaping and core mixtures, would be significant for decreasing the ecological burden connected to casting production. A promising group of materials usable as components of shaping and core mixtures are the biopolymer materials which can substitute the organic connective systems used in the production of foundry cores by the means of the so-called hot processes – Hot-Box and Warm-Box. This work focuses on the exploration of the technological and ecological features of several biopolymer materials available on the domestic market which have the potential to become a full alternative of the binders used so far on the basis of urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde, phenol-formaldehyde and furan resins.

Předkládaná disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nových biokompatibilních nanovláken s potenciální aplikací v medicíně. V této práci byl výběr jednotlivých složek pro přípravu nanovlákenného materiálu zvolen tak, aby vyhovoval nárokům tkáňového inženýrství. Literární rešerše shrnuje poznatky o elektrostatickém zvlákňování a o jeho parametrech. Dále se věnuje možnostem elektrostatického zvlákňování proteinů kolagenu a želatiny a jejich směsmi se syntetickými polymery a biopolymery a anorganickými plnivy. Teoretická část řeší také různé postupy síťování nanovláken vedoucí ke zlepšení jejich hydrolytické stability a mechanických vlastností. Poslední část je zaměřena na anorganické nanotrubky halloysitu (HNT), které získaly svou pozornost díky svým vynikajícím fyzikálním a biologickým vlastnostem. V experimentální části byly zpracovány dvě případové studie, z nichž každá se zabývá přípravou nanovlákenných biomateriálů s potenciální aplikací v medicíně. První studie je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových hydrolyticky stabilních antibakteriálních želatinových nanovláken modifikovaných pomocí oxidované celulózy. Unikátní inhibiční účinky nanovláken byly testovány na kmenu bakterie Escherichia coli pomocí metody chemické bioluminiscence. Kultivované buňky lidského papilárního adenokacinomu plic prokázaly dobrou adhezi a proliferaci k povrchu nanovláken. Druhá část popisuje vliv zdroje a množství anorganických halloysitových nanotrubek na strukturu a vlastnosti amfifilních nanovláken ze směsi želatiny a syntetického polykaprolaktonu. Přídavek HNT zlepšil tepelnou stabilitu, mechanické vlastnosti (jak tuhost, tak prodloužení) a snížil krystalinitu nanovláken. HNT z různých zdrojů neměl vliv na chování buněk, ale mírně ovlivnil proliferaci a životaschopnost buněk na povrchu nanovláken.

Gene therapy is a potential strategy for treatment of diseases caused by a gene defect. Recent studies are involved particulary in the cure of diseases caused by single gene defect (cystic fibrosis, haemophilia, muscular dystrophy etc.). Our work is part of a project aiming at developing ex vivo non-viral gene delivery systems that could be used for the treatment of ocular and cardiovascular diseases. The gene vectors are biodegradable polymeric carriers based on poly-α-amino acids. These polyplexes should transfect target cells which are supposed to be seeded on polyimide membranes. The biodegradable polymer membrane will be implanted into the retina or used as a coating for cardiovascular prosthesis. As a cover of the implantable membranes we used polymerized methacrylamide-modified gelatin forming hydrogels and mediating a growth support for transfected cells. We focus on material bio- and immunocompatibility/immunoacceptability. The results indicated a very good bio- and immunocompatibility of the gelatin B hydrogel both in vitro and in vivo. The gelatin B hydrogel did not cause erythrocytes lysis, stimulation of proliferation (spontaneous or mitogen-induced) of mouse or human lymphoid cells, neither production of cytokines or NO in vitro. Histological examination following subcutaneous...