V poslední době polymerní materiály stále častěji nahrazují tradiční materiály kvůli jejich skvělým vlastnostem, jako je lehkost, flexibilita, nízká cena nebo lepší odolnost proti korozi. Jejich povrchové vlastnosti, jako je smáčivost, biokompatibilita nebo adheze, však mohou omezit jejich další potenciální použití. Proto je nutné tyto povrchové vlastnosti zlepšit různými fyzikálními (plazmovými, UV) nebo chemickými (tzv. Piranha roztoky) metodami. Účelem této modifikace je vytvořit nová reaktivní místa na povrchu substrátu pro usnadnění vazby dalších specifických sloučenin. Nové substráty vytvořené těmito způsoby mohou najít uplatnění v medicíně, pro biologické aplikace, pro vývoj materiálů tkáňového inženýrství nebo pro ochranu životního prostředí.
Povrchy polymerů byly chemicky aktivovány a následně modifikovány vybranými chemickými sloučeninami. Všechny změny povrchových vlastností byly stanoveny řadou dostupných analytických metod. Chemie povrchu byla stanovena stanovením elektrokinetického potenciálu (zeta potenciál), složení povrchového povrchu bylo analyzováno rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), povrchová smáčivost měřením kontaktního úhlu goniometrií, povrchová morfologie mikroskopií atomových sil (AFM) ), skenovací elektronovou mikroskopií (SEM), fotoluminiscenční vlastnosti UV-Vis spektroskopií.
Bylo provedeno několik mikrobiálních testů, modifikované povrchy byly testovány na (i) antibakteriální aktivitu a (ii) byly také provedeny testy na adhezi a proliferaci buněk na nanostrukturovaných površích.
Anotace v angličtině
Recently, polymeric materials have been increasingly replacing traditional materials due to their great properties such as lightness, flexibility, low cost or better corrosion resistance. However, their surface properties, such as wettability, biocompatibility or adhesion, may limit their further potential applications. Therefore, it is necessary to improve these surface properties by various physical (plasma, UV) or chemical (by so-called Piranha solutions) methods. The purpose of this modification is to create new reactive sites on the substrate surface to facilitate binding of other specific compounds. The new substrates formed by these ways can find application in medicine, for bio-applications, for the development of tissue engineering materials or for environmental protection.
The surfaces of the polymers were chemically activated and consequently modified with selected chemical compounds. All changes in surface properties were determined by a number of available analytical methods. Surface chemistry was determined by determination of the electrokinetic potential (zeta potential), the elemental surface composition was analysed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the surface wettability by measuring the contact angle by goniometry, surface morphology by atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), photoluminescent properties by UV-Vis spectroscopy.
Several microbial tests have been realized, the modified surfaces were tested for (i) antibacterial activity and (ii) tests for cell adhesion and proliferation on nanostructured surfaces were also performed.
V poslední době polymerní materiály stále častěji nahrazují tradiční materiály kvůli jejich skvělým vlastnostem, jako je lehkost, flexibilita, nízká cena nebo lepší odolnost proti korozi. Jejich povrchové vlastnosti, jako je smáčivost, biokompatibilita nebo adheze, však mohou omezit jejich další potenciální použití. Proto je nutné tyto povrchové vlastnosti zlepšit různými fyzikálními (plazmovými, UV) nebo chemickými (tzv. Piranha roztoky) metodami. Účelem této modifikace je vytvořit nová reaktivní místa na povrchu substrátu pro usnadnění vazby dalších specifických sloučenin. Nové substráty vytvořené těmito způsoby mohou najít uplatnění v medicíně, pro biologické aplikace, pro vývoj materiálů tkáňového inženýrství nebo pro ochranu životního prostředí.
Povrchy polymerů byly chemicky aktivovány a následně modifikovány vybranými chemickými sloučeninami. Všechny změny povrchových vlastností byly stanoveny řadou dostupných analytických metod. Chemie povrchu byla stanovena stanovením elektrokinetického potenciálu (zeta potenciál), složení povrchového povrchu bylo analyzováno rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), povrchová smáčivost měřením kontaktního úhlu goniometrií, povrchová morfologie mikroskopií atomových sil (AFM) ), skenovací elektronovou mikroskopií (SEM), fotoluminiscenční vlastnosti UV-Vis spektroskopií.
Bylo provedeno několik mikrobiálních testů, modifikované povrchy byly testovány na (i) antibakteriální aktivitu a (ii) byly také provedeny testy na adhezi a proliferaci buněk na nanostrukturovaných površích.
Anotace v angličtině
Recently, polymeric materials have been increasingly replacing traditional materials due to their great properties such as lightness, flexibility, low cost or better corrosion resistance. However, their surface properties, such as wettability, biocompatibility or adhesion, may limit their further potential applications. Therefore, it is necessary to improve these surface properties by various physical (plasma, UV) or chemical (by so-called Piranha solutions) methods. The purpose of this modification is to create new reactive sites on the substrate surface to facilitate binding of other specific compounds. The new substrates formed by these ways can find application in medicine, for bio-applications, for the development of tissue engineering materials or for environmental protection.
The surfaces of the polymers were chemically activated and consequently modified with selected chemical compounds. All changes in surface properties were determined by a number of available analytical methods. Surface chemistry was determined by determination of the electrokinetic potential (zeta potential), the elemental surface composition was analysed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the surface wettability by measuring the contact angle by goniometry, surface morphology by atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), photoluminescent properties by UV-Vis spectroscopy.
Several microbial tests have been realized, the modified surfaces were tested for (i) antibacterial activity and (ii) tests for cell adhesion and proliferation on nanostructured surfaces were also performed.
Možnosti modifikace povrchů substrátů, volba vhodných substrátů
Metody charakterizace povrchových vlastností
Problematika mikrobiálních testů
Zásady pro vypracování
Možnosti modifikace povrchů substrátů, volba vhodných substrátů
Metody charakterizace povrchových vlastností
Problematika mikrobiálních testů
Seznam doporučené literatury
par{1. Hegemann, D., Brunner, H., Oehr, C. Plasma treatmentofpolymersforsurface and adhesionimprovement. Nucl. Instrum. Methods B. 2003, 208, 281.}
2. Kolská, Z., Makajová, Z., Kolářová, K., Kasálková Slepičková, N., Trostová, S., Řezníčková, A., Siegel, J., Švorčík, V. ElectrokineticPotential and OtherSurfacePropertiesof Polymer Foils and TheirModifications. In:Polymer Science (Ed. Dr. Yilmaz, F.), Rijeka, Croatia: In Tech, 2003. ISBN 978-953-5109-419.
3. Kolská, Z., Řezníčková, A., Nagyová, M., Slepičková Kasálková, N., Sajdl, P., Slepička, P., Švorčík, V. Plasma activatedpolymersgraftedwithcysteamineimprovingsurfacescytocompatibility. Polym. Degrad. Stab. 2014, 101, 1.
4. Arima, Y-, Iwata, H. Effect of wettability and surface functional groups on protein adsorption and cell adhesion using well-defined mixed self-assembled monolayers. Biomaterials 2007, 28, 3074.
5. Bacakova, L., Filova, E., Parizek, M., Ruml, T., Svorcik, V. Modulation of cell adhesion, proliferation and differentiation on materials designed for body implants. Biotechnol.Adv. 2011, 29, 739.
6. Pařízek, M., Slepičková Kasálková, N., Bačáková, L., Švindrych, Z., Slepička, P., Bačáková, M., et al. Adhesion, growth, and maturation of vascular smooth muscle cells on low-density polyethylene grafted with bioactive substances. Biomed. Res.Int. 2013, 371430.
Seznam doporučené literatury
par{1. Hegemann, D., Brunner, H., Oehr, C. Plasma treatmentofpolymersforsurface and adhesionimprovement. Nucl. Instrum. Methods B. 2003, 208, 281.}
2. Kolská, Z., Makajová, Z., Kolářová, K., Kasálková Slepičková, N., Trostová, S., Řezníčková, A., Siegel, J., Švorčík, V. ElectrokineticPotential and OtherSurfacePropertiesof Polymer Foils and TheirModifications. In:Polymer Science (Ed. Dr. Yilmaz, F.), Rijeka, Croatia: In Tech, 2003. ISBN 978-953-5109-419.
3. Kolská, Z., Řezníčková, A., Nagyová, M., Slepičková Kasálková, N., Sajdl, P., Slepička, P., Švorčík, V. Plasma activatedpolymersgraftedwithcysteamineimprovingsurfacescytocompatibility. Polym. Degrad. Stab. 2014, 101, 1.
4. Arima, Y-, Iwata, H. Effect of wettability and surface functional groups on protein adsorption and cell adhesion using well-defined mixed self-assembled monolayers. Biomaterials 2007, 28, 3074.
5. Bacakova, L., Filova, E., Parizek, M., Ruml, T., Svorcik, V. Modulation of cell adhesion, proliferation and differentiation on materials designed for body implants. Biotechnol.Adv. 2011, 29, 739.
6. Pařízek, M., Slepičková Kasálková, N., Bačáková, L., Švindrych, Z., Slepička, P., Bačáková, M., et al. Adhesion, growth, and maturation of vascular smooth muscle cells on low-density polyethylene grafted with bioactive substances. Biomed. Res.Int. 2013, 371430.