Electrospinning is widely used technique to produce nanoscale constructs for tissue engineering. This technique can be used to spin wide range of polymers. One of them is polyvinyl alcohol (PVA), which has very good properties for use in this field. PVA is nontoxic, has good mechanical strength and it's degradable and biocompatible. Electrospun PVA nanofibers have limitations because of their -OH side groups. These groups cause solubility of PVA in water. The solubility can be adjusted with crosslinking techniques, but PVA still remains very hydrophilic, which is causing low adhesion of cells. In recent research we decided to reduce the hydrophilicity of PVA using plasma modification. Polymer modification with cold plasma is an economic and quite simple process to change the surface chemistry without side effects that come with conventional chemical treatment. With radical, formed by discharge, we have deposited hydrocarbons on the PVA surface and we rapidly increased hydrophobicity of the polymer surface. The change of surface chemistry has only a little effect on the fiber morphology. The increase of hydrophobicity allowed better adhesion of mesenchymal stem cells on plasma modified PVA as compared to non-modified PVA and a huge change in cell morphology was observed. These changes suggest that we...

Tato práce se zabývá charakterizací nanovláken na bázi polyvinylidenfluoridu. Zaměření práce je na piezoelektrické vlastnosti vlákna, které jsou studovány metodou piezoelektrické silové mikroskopie. Takto byly měřeny dva typy odlišných vzorků, které se lišily v parametrech výroby. Odlišnosti vláken v jejich fázovém složení byly také zkoumány za využití Ramanovy spektroskopie a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Chemická analýza povrchu a jeho stavu proběhla pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Různé uspořádání nanovláken spolu s jejich průřezem bylo pozorováno rastrovacím elektronovým mikroskopem za využití fokusovaného iontového svazku. Rovněž byla zkoumána smáčivost a kontaktní úhel povrchu vzorků s demineralizovanou vodou. Bylo zjištěno, že vyšší rychlost otáček válce během procesu elektrostatického zvlákňování má velmi významný vliv na jejich uspořádání a tím i na parametry ovlivňující tvorbu piezoelektrického jevu a dalších materiálových vlastností.

The thesis deals with the principal heating design of the electrospinning electrode. These electrodes are fed with high voltage (tens of kV), which is an essential part of the device for the nanofibres production. This thesis presents the research of possible solutions of the heating and also it analyzes some principles of the nanofibre production. Furthermore, the work presents electrical schematics and PCB of the heating module. The aim of this work is to propose such a solution of heating that makes spinning from melt realizable in the device for 4SPIN ® nanofibres production.

Elektrostatické zvlákňování (v literatuře též uváděné jako electrospinning) bylo použito pro příprvu čistě polykaprolaktonových nanovláken a kompozitních nanovláken na bázi polykaprolaktonu s hydroxyapatitovými nanočásticemi. Připravená vlákna byla analyzována za použití rastrovací elektronové mikroskopie. Mechanické vlastnosti vláken byly určeny prostřednictvím zkoušky jednoosým tahem. Testy prokázaly silnou závislost mechanických vlastností vláken na jejich směrovém uspořádání a fázovém složení (především přítomnosti hydroxyapatitových částic). Směrové uspořádání vláken přispělo k výraznému zlepšení napětí při přetržení a celkové tažnosti. Zajímavý jev byl pozorován v případě kompozitních vláken– hydroxyapatitové částice zhoršily mechanické vlastnosti neuspořádaných vláken (napětí při přetržení a celkovou tažnost), ale vliv částic nebyl tak patrný v případě směrově uspořádaných vláken. Povrchové vlastnosti vláken byly modifikovány prostřednictvím nízkoteplotní plazmy. Změny povrchových vlastností vláken byly analyzovány pomocí měření kontaktního úhli a XPS analýzy (rentgenové fotoelektronové spektroskopie). Měření kontaktního úhlu ukázalo výrazný vliv plazmového opracování na povrchovou smáčivost vláken, kdy kontaktní úhel byl zcela neměřitelný. Výsledky analýzy ukázaly vliv plazmového opracování struktur na mikroskopické úrovni – plazmové opracování ovlivnilo pouze polymerní složku vláknitých struktur, zatímco hydroxyapatitové částice nebyly ovlivněny vůbec. Na vybraných strukturách bylo provedeno několik biologických zkoušek. Test v simulovaném tělním roztoku prokázal bioaktivitu kompozitních (polykaprolaton/hydroxyapatit) nanovláken prostřednoctví precipitace fází na bázi fosforečnanů vápenatých na povrchu kompozitních struktur. Následné in-vitro buněčné testy (dle normy ISO 10993-5 a WST-8 test) prokázaly významný pozitivní přínos hydroxyapatitových částic ve vláknitých strukturách, stejně jako kladný vliv plazmového opracování, kdy kompozitní oplazmovaná vlákna vykazovala 1,5násobnou bioaktivitu v porovnání s neplazmovanými čistě polykaprolaktonovými vlákny.

This diploma thesis is focused on two parts. The first one deals with rheological behavior of sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na) solutions in the presence of sodium and calcium ions. The solutions of various concentrations were prepared by solubilization in aqueous solutions of NaCl or CaCl2. The effect of monovalent and bivalent ions on apparent viscosity and viscoelastic properties of these solutions was studied. It was found that in the case of low concentrations of CMC-Na in the sample (up to 0.5% w/w) the elastic character increases. At the same time the stiffness of the sample is higher with higher concentration of calcium ion in the solution. This increase might indicate the formation of gel network. On the other hand the viscosity of these solutions decreases with higher concentration of calcium ions. In case of solutions with concentration higher than 1.5% w/w changes of viscosity did not happen by influence of addition ions. Rheological behavior was compared also with solutions prepared without adding an electrolyte as well as with acid form of carboxymethylcellulose (CMC-H). In terms of second part the molecular dynamic simulations of hyaluronan tetramer both sodium and calcium in aqueous medium were performed. Structure and arrangement of water molecules in the surrounding of hyaluronan chain were studied. Structure was described by formalism of radial distribution functions. In the case of system containing sodium ions only, the obtained results are in accordance with earlier published data. Presence of calcium ions does not cause qualitative changes during the radial distribution functions in comparison with the system with sodium ions.

Nanofibrous separators use in lithium-ion batteries brings many advantages. In contrast to contemporary used commercial separators, nanofibrous ones exhibit higher temperature resistance,ionic conductivity and higher electrolyte uptake. Better ionic conductivity is ensured by porous structure and large specific surface. Fibers creates channels for the ionic species motion. Amorphous texture of nanofibers allows quick lithium ionic species motion within the polymeric matrix of separator. Furthermore, these separators exhibit higher volume of uptaken electrolyte. Further advantage of electrospinned nanofibrous separators are both high porosity and chemical stability.

Polyorganosilany spadají do skupiny hybridních materiálů třídy II, které nabízejí nové možnosti materiálových funkcí a jejich vlastností. Ačkoliv byly v této kategorii již některé materiály zkoumány a stejně tak i jejich aplikace, nebyly doposud vlákna na základě polyorganosilanu v mikro a nano rozměru popsány což bylo motivací pro tuto práci. Předkládaná diplomová práce se zabývá podrobným zkoumáním poly(vinylmethyldimethoxysilanu) jako možného prekurzoru pro elektrostatické zvlákňování. Za účelem přípravy polymeru na bázi vinylmethylsilanu byla provedena radikálová polymerace a podmínky reakce byly modifikovány se záměrem změny molekulové hmotnosti získaného polymeru. Stupeň polymerace byl upravován na základě změny koncentrace iniciátoru a byl stanovován dynamickým rozptylem světla v roztoku polymeru a spektroskopickou metodou nukleární magnetické rezonance. Elektrostatické zvlákňování je velkou měrou spojeno s vlastnostmi roztoku a důraz byl proto kladen právě na zjištění těchto vlastností. Na základě experimentů bylo zjištěno, že syntetizovaný polymer je na přípravu vláken vhodný. Nicméně byly získány i fragmenty vláken a to s využitím polymeru v roztoku methanolu. Předpokladem zvlákňování je dostatek propojení mezi polymerními řetězci. Tento přístup byl studován se zapojením sol-gel postupu a bylo zjištěno, že fáze sol-gel procesu je velmi významná s ohledem na tvorbu vláken. Dalším využitým postupem pro získání vláken bylo začlenění dalšího polymeru do směsi jako nosiče a tímto postupem byla získána vlákna s různým průměrem.

Platelet derivatives are an attractive source of natural growth factors and they are widely used in various tissue engineering and regenerative medicine applications. The aim of this study was to optimize cell culture conditions using platelet lysate and to develop platelet-functionalized fibrous scaffolds as a controlled drug delivery system for native growth factors. Fibrous scaffolds were prepared by electrostatic and centrifugal spinning of PCL and they were functionalized by the platelets by surface adhesion or their encapsulation using emulsion spinning techniques. The cell culture study determined the 7% platelet lysate to be the optimum concentration as a medium supplement in keratinocyte and fibroblast culture. Additionally, following surface adhesion of the platelets to PCL electrospun nanofibres, the platelets were activated due to their contact with the nanofibre nanotopography, resulting in formation of fibrin network. Fibrin served as a reservoir of the growth factors, prolonging the half-time of EGF release to 1.7 days. Such platelet-functionalized samples fostered proliferation of keratinocytes, fibroblasts and melanocytes. Furthermore, adhesion of platelets to centrifugally spun nanofibrous scaffolds resulted in almost two-fold increase in the amount of immobilized platelet-derived...

The diploma thesis deals with the development of a new method of synthetic peptide separation using electrostatic binding. It deals with the development of a multi-charged anchored linker attachable to a synthetic peptide after its synthesis on solid phase. Subsequently, it investigates the separation using electrostatic binding; however, after peptide cleavage from the anchored linker and Boc deprotection with TFA, the peptide formed so strong electrostatic interactions with the cation exchanger that we were unable to recover it. The thesis is finished with discussion and method improvement proposal. Key words: peptide separation, solid-phase peptide synthesis, SPPS, electrostatic binding

Title: Anomalous diffusion of plasma in tokamak edge region Author: Jakub Seidl Tutoring institution: Institute of Plasma Physics AS CR, v.v.i. Supervisor: Doc. Ing. Ladislav Krlín, DrSc., IPP AS CR Consultant: RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., IPP AS CR Abstract: This work provides brief introduction to the topic of plasma turbu- lence in tokamak edge region and several aspects of anomalous plasma diffusion are discussed. We use numerical code ESEL to model interchange turbulence and investigate properties of turbulent structures in different regimes of parallel trans- port. Means of experimental verification of the results are discussed. Results of the modelling are then used to interpret unexpected results experimentally obtained by electrostatic ball-pen probes on tokamak ASDEX Upgrade, mainly appearance of a 'bump' in power spectra of measured plasma potential. Next, we explain be- haviour of cross-correlation function of density signals measured by two spatially separated Langmuir probes in the vicinity of magnetic separatrix and we point out an ambiguity in interpretation of results of vorticity measurement made by set of floating Langmuir probes. In the last part, transport of plasma impurities by electrostatic turbulent potential is modelled. We identify reversal of radial particle velocity for particles with...