The development of materials for advanced applications requires innovative macromolecules with well-defined structures and the inherent ability to be tailored in a straightforward manner. Dendrimers, being a subgroup of the dendritic polymer family, possess properties which fulfill such demands. They have a highly branched architecture with a high number of functional groups and are one of the most well-defined types of macromolecules ever synthesized. However, despite their well-defined nature and high functional density, traditional dendrimers commonly lack diverse chemical functionalities. Therefore, this thesis focuses on the synthesis of more complex dendritic materials to extend their tailoring capacity by introduction of dualfunctionalities for multipurpose actions. It covers the synthesis of dualfunctional dendrimers, dendritic modification of linear poly(ethylene glycol) polymers and cellulose surfaces, and the synthesis of linear dendritic hybrids. The building blocks enabling this synthesis, AB2C monomers, were also developed during this work. The orthogonal nature between click groups (azide, alkyne and alkene) and hydroxyl groups have efficiently been utilized for postfunctionalization by robust click chemistry and traditional esterification reactions. Furthermore, linear dendritic hybrids were synthesized, merging the properties of linear and dendritic macromolecules. The dendritic frameworks were tailored towards the production of bone fracture adhesives, novel biofunctional dendritic hydrogels, biosensors and micellar drug delivery vehicles. / Utveckling av material för avancerade applikationer kräver innovativa makromolekyler med väldefinierade strukturer och som kan skräddarsys på ett enkelt sätt. Dendrimerer är en undergrupp av dendritiska polymerer vars egenskaper uppfyller dessa krav. De har en mycket förgrenad arkitektur med många funktionella grupper och är en av de mest väldefinierade befintliga syntetiska makromolekylerna. Trots dess väldefinierade karaktär och höga funktionalitet saknar ofta traditionella dendrimerer multipla kemiska funktionaliteter. Denna avhandling fokuserar därför på syntesen av mer komplexa dendritiska material för att förbättra deras kapacitet att skräddarsys, detta görs genom att introducera fler funktionaliteter som kan utnyttjas för multipla ändamål . Avhandlingen redogör för syntesen av difunktionella dendrimerer, dendritiska modifikationer av polyetylenglykol och cellulosaytor samt syntes av traditionella dendritiska hybrider. Byggstenarna som möjliggör syntesen, AB2C monomerer, framställdes också under detta arbete. Den ortogonala karaktären mellan klick grupper (azid, alkyn och alkene) och hydroxylgrupper har utnyttjats effektivt för funktionaliseringar genom användande av robust ”Click”-kemi och traditionella esterifikationsreaktioner. Vidare tillverkades de linjära dendritiska hybrider för att kombinera egenskaperna hos både linjära och traditionella dendritiska polymerer i en och samma makromolekyl. Samtliga dendritiska strukturer skräddarsyddes för applikationer så som benlimmer, biofunktionella dendritiska hydrogeler, biosensorer och läkemedels-bärande miceller. / <p>QC 20130830</p>

Hlavním cílem předložené diplomové práce byla příprava, charakterizace a reologická studie "inteligentních" injektovatelných hydrogelů, které jsou biodegradovatelné, biokompatibilní a s řízenou životností sestávajících se z hydrofilního polyethylenglykolu (PEG) a hydrofobního kopolymeru kyseliny polymléčné a polyglykolové (PLA/PGA). Výsledný termosenzitivní PLGA–PEG–PLGA kopolymer, který geluje při teplotě lidského těla, byl dále funkcionalizován anhydridem kyseliny itakonové získané z obnovitelných zdrojů, přinášející jak reaktivní dvojné vazby tak i funkční –COOH skupiny na konce kopolymeru. Navíc byl PLGA–PEG–PLGA kopolymer modifikován bioaktivním anorganickým hydroxyapatitem pro použití jako injektovatelné kostní adhezivum. Oba modifikované kopolymery jak ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA tak i PLGA–PEG–PLGA/HAp ovlivňují reologické vlastnosti původního PLGA—PEG—PLGA kopolymeru rozhodující o tom, zda by mohly být nové polymerní materiály vhodné jako injektovatelné nosiče léčiv nebo kostní lepidla v lékařských aplikacích. Experimentální část této práce je zaměřena především na charakterizaci viskoelastických vlastností jak nemodifikovaného PLGA—PEG—PLGA kopolymeru tak i s přidáním ITA nebo HAp metodou obrácených testovacích vialek (TTIM) a dynamickou reologickou analýzou. Výhodou TTIM je vizualizace přechodu sol-gel, určení kritické gelační teploty a kritické gelační koncentrace. Reologická měření poskytují informace o viskozitě a vizkoelasticitě gelu změnou elastického (G´) a ztrátového (G´´) modulu. Připravené kopolymery byly také charakterizovány 1H NMR a GPC. Povrch a velikost částic HAp byl popsán pomocí SEM a laserového analyzátoru částic. Původní PLGA—PEG—PLGA kopolymer i kopolymer modifikovaný ITA a HAp vykazovaly sol-gel přechod vyvolaný zvýšením teploty. Reologické vlastnosti kopolymerů v koncentračním rozmezí 6 až 24 hm. % ve vodě byly studovány buď TTIM nebo užitím reometru a získané výsledky spolu velmi dobře korespondovaly. Reologické vyhodnocení prokázalo dvě „překřížení“, kde G´ =G´´. První překřížení velmi dobře korespondovalo s prvním sol-gel přechodem nalezeným prostřednictvím TTIM. Maximální hodnota G´ odpovídající nejvyšší tuhosti polymerního gelu byla situována v bílém gelu. Druhý fázový přechod představuje přechod mezi gelem a suspenzí, kdy je bílý polymer oddělen od vody. Tuhost gelu roste s rostoucí koncentrací polymeru ve vodě. Pro srovnání, kopolymer modifikován jak ITA, tak i přidáním HAp (0, 10, 20, 30, 40, 50 hm %) vykázal zvýšení tuhosti gelu oproti původnímu kopolymeru PLGA–PEG–PLGA a přiblížení teploty maximální hodnoty G´ tělesné teplotě (37 °C). Bylo prokázáno, že jak ITA/PLGA–PEG–PLGA/ITA kopolymer tak i PLGA—PEG—PLGA/HAp kompozit jsou vhodnými kandidáty na injekovatelné systémy pro řízené uvolňování léčiv či kostní adhezivum pro ortopedii nebo zubní aplikace.

La toxicité des émissions de formaldéhyde rejetées par les panneaux de particules à base de résines contenant du formaldéhyde motive la recherche de liants alternatifs notamment d’origine naturelle. Ce travail porte sur l’élaboration par thermopressage et la caractérisation physico-mécanique de panneaux de particules sans ou à faibles rejets de formaldéhyde à partir des tiges de kénaf (Hibiscus cannabinus) et de la colle d’os ou de liants végétaux riches en tannins ou en mucilage de plantes tropicales. L’utilisation de ces bioadhésifs a permis d’obtenir des panneaux de bonne résistance en flexion (370 = MOE = 3100 MPa ; 2,01 = MOR = 23 MPa). Un procédé peut être envisagé pour une production de ces panneaux utilisables comme matériaux de construction écologiques / The proven toxicity of lignocellulosic composites based on urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde type resins by their formaldehyde emissions cause environmental health problems. A study has been carried out to enhance the development of particleboards of low density with few formaldehyde emissions manufactured with Hibiscus cannabinus core reinforcements and matrix of bone adhesive or tannin material from pod of Parkia biglobosa, stem barks of Pithecellobium dulce and foliar sheath of Sorghum caudatum or mucilaginous material from calyx of Bombax costatum and stem barks of Grewia venusta. Vegetable materials were employed in rough powders or extracts forms, or in mixture with the bone adhesive. The results obtained reveal that bone adhesive was as valuable as the urea formaldehyde resin for manufacturing particleboard with good mechanical properties (MOE: 541 MPa, MOR: 5.23, IB: 0.58 MPa). Tannin and mucilaginous rough materials gave particleboards with bending modulus of elasticity (MOE) ranging from 370 to 400 MPa, bending modulus of rupture (MOR) varying from 2.01 to 3.17 MPa and internal bond (IB) going from 0.06 to 0.28 MPa. Those plant extracts leaded to particleboards with variable mechanical properties (MOE: 484 –1100 MPa, MOR: 2.36 – 5.66 MPa and IB: 0.11 – 0.46 MPa) depending of the nature of the adhesive. Tannin based adhesive gave particleboards more valuable than mucilaginous ones. The association of the bone adhesive with the rough or the extracts of the plants material improved the mechanical characteristics of the panels