Hydrogely z modifikované přírodní pryskyřice zesítěné modrým světlem pro medicínské aplikace

ABSTRAKT Cíle prezentované diplomové práce se zaměřují na modifikaci přírodní pryskyřice a násedné zesítění modrým nebo ultrafialovým světlem, za účelem vyvinutí sprejovatelného hydrogelu aplikovatelného pro řízené hojení ran. Teoretická část práce se zabývá přípravou hydrogelů, zejména fotopolymerací, a možnostmi použití různých světelných zdrojů pro síťování. S tím souvisí také přehled fotoiniciátorů vhodných pro přípravu hydrogelů na vodní bázi. Dále uvádí příklady funkcionalizace, za účelem zavedení fotosenzitivní funkční skupiny do struktury polymeru, zejména methakrylace. Experimentální část předložené práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelů složených jak ze syntetického, tak přírodního polymeru. Výchozí látkou byl zvolen přírodní polysacharid Gum Karaya (GK), který byl modifikován syntetickým esterem glycidyl methakrylátem. Pro aktivaci navázané dvojné vazby, byl zvolen biokompatibilní, ve vodě rozpustný fotoiniciátor Li-TPO. Methakrylace sacharidu gum Karaya byla charakterizována dvěma spektroskopickými technikami. Metoda zeslabeného úplného odrazu infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) byla použita ke stanovení změn v chemické struktuře a k ověření přítomnosti dvojné vazby. Dále byla použita Ramanova spektroskopie jako doplněk ATR-FTIR metody. K vyhodnocení optických vlastností vzorků před a po světelném síťování byla použita UV-Vis spektrofotometrie. Aplikační vlastnosti syntetizovaného polysacharidu a připravených hydrogelů byly testovány pomocí metody botnání a sprejovatelnost byla ověřena reeologií. Z výsledků měření vyplývá, že methakrylace byla úspěšná a podařilo se zavést do struktury polysacharidu Gum Karaya dvojné vazby. Díky jejich přítomnosti bylo možné po přídavku fotoiniciátoru vytvořit světlem zesítěný hydrogel.
The main aims of the presented master’ thesis are focused on the modification of natural gum and its consequential crosslinking via blue or ultraviolet light, in order to develop a sprayable hydrogel applicable for controlled wound healing. The theoretical part of the work deals with the preparation of hydrogels, especially by photopolymerization, and the possibilities of using different light sources for crosslinking. Related to this, the work contains and overview of photoinitiators suitable for the preparation of water-based hydrogels. Thesis introduce examples of functionalization in order to implement a photosensitive functional group into the polymer structure, especially methacrylation. The experimental part of the presented work deals with the preparation and characterization of hydrogels composed of synthetic and natural polymers. The default material was the natural polysaccharide Gum Karaya (GK), which was chemically modified and consequently crosslinked via water-soluble photoinitiator. Chemical modification of Karaya gum saccharide was characterized by two spectroscopic techniques. The attenuated total reflection method of Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) was used to determine changes in chemical structure. Furthermore, Raman spectroscopy was used as a supplement to the ATR-FTIR method. UV-Vis spectrophotometry was used to evaluate the optical properties of the samples before and after photocrosslinking. The application properties of the synthesized polysaccharide and the prepared hydrogels were tested by the swelling method and the sprayability was verified by rheology. Based on the results, the chemical modification of gum Karaya was successful and it was possible prepare a photocrosslinked hydrogels after the photoinitiator addition.