Bioarteficiální polymerní materiály s latentním využitím v oblasti zdravotnictví

Abstract

Předložená doktorská disertační práce je věnována přípravě a charakterizaci bioarteficiálního polymerního materiálu s latentní medicínskou aplikací. Navzdory velkému pokroku, kterého dosáhla věda o polymerech, včetně polymerů v oblasti medicíny, stale v této oblasti zůstávají významné nevyřešené problémy. Jedním z těchto problémů, který je vskutku jeden z nejkomplikovanějších, jsou srůsty. Ten to jev vzniká jako pooperační následek a může způsobovat mnoho dalších potíží. Ačkoliv se polymery již v této věci zkoušely, alternativní nebo doplňující léčba by mohla přispět k rozvoji nových technik, které by zeslabily, omezily nebo zcela odstranily tento problém. Míchání polymerů je cenná metoda získávání materiálů s lepší funkcí a vlastnostmi než mají jednotlivé složky samostatně. Dále, polymerní směs se dvěma různými povrchy představuje zajímavý přístup pro separaci tkání, čímž by se zamezilo vzniku srůstů. Z uvedených důvodů tato disertace obsahuje široký popis biomateriálů a jejich použití jako rámec pro porozumění vlastnostem, které musí biomateriál splňovat. Současně jsou detailně popsány kolagen, poly(vinylalkohol) a poly(vinylpyrrolidon), přičemž je věnována speciální pozornost směsím těchto druhů materiálů v oblasti medicíny. V této práci byly rozvinuty tři přístupy k přípravě bioarteficiálních polymerních materiálů. Za prvé, poly(vinylalkohol), jako biodegradabilní a biokompatibilní polymer, byl rozpuštěn v ethylenglykolu a vzniklý roztok byl vystaven mikrovlnnému záření. Proces byl sledován pomocí UV-VIS a FT-IR spektroskopií. Bylo zjištěno, že tato expozice nezpůsobuje významné změny polymeru a že jeho degradace může být považována za zanedbatelnou z hlediska pozdějšího zpracování polymeru. Navíc, SEC potvrdila, že v polymeru se neodehrávají žádné změny molární hmotnosti, ani štěpení řetězců, ani síťování se nepozorovalo. Za druhé, poly(vinylalkohol) a poly(vinylpyrrolidon) byly zamíchány a získané filmy nesíťovány a změkčeny se záměrem dále je využít jako biomateriál s latentní medicínskou aplikací. Získané filmy byly charakterizovány diferenciální skenovaní kalorimetrií (DSC), byly zkoumány mechanické vlastnosti, bobtnání a rozpustnost. Polymerní směs vykazuje vhodné vlastnosti ve smyslu studovaných parametrů a v důsledku toho lze považovat připravený materiál za případně vhodný pro použití jako středně či dlouhodobý implantát. Konečně, jako třetí významný výsledek, byl připraven dvojstranný bioarteficiální materiál, který byl charakterizován různými přístrojovými metodami. Tento materiál má větší odolnost vůči vodě a má lepší mechanické vlastnosti, než výchozí polymery. Provedená charakterizace ukazuje, že kombinace síťovacího činidla a změkčovadla neovlivňuje negativně funkci bioarteficiální fólie v rozsahu fyziologicky významných frekvencí při normální teplotě lidského těla, což naznačuje případnou aplikaci v medicíně.