Nanovlákenné nitě jako konstrukční prvek scaffoldů pro tkáňové inženýrství
Loading...
Date
2025-06-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Nitě a tkané materiály hrají důležitou roli v našich každodenních životech. Nepoužívají se již pouze v tradičních aplikacích, jako jsou oblečení, potahy a ubrusy, ale také v mnohem pokročilejších aplikacích - membránách, filtrech či stavebním materiálu, kde zlepšují jejich mechanické vlastnosti.
V posledních letech se v rozličných medicínských aplikacích od respirátorů po náplasti úspěšně využívají také nanovlákenné tkaniny. Stálý vývoj nových bioaktivních a biokompatibilních materiálů tak vydláždil cestu ke vzniku stoprocentních nanovlákenných nití z různých druhů polymerů jako polyvinyl butyral (PVB) nebo polykaprolakton (PCL), z nichž druhý zmíněný je prokazatelně
cytokompatibilní, a je tudíž vhodný pro in vivo aplikace.
Cílem této diplomové práce je v prvé řadě provést důkladnou literární rešerši na téma nanovlákenných materiálů používaných v oblasti tkáňových nosičů s důrazem kladeným na ty vyrobené z nanovlákenných materiálů. Hlavní (experimentální) část práce je věnovaná prvním krokům v oblasti přípravy a analýzy speciálním
způsobem pletených planárních a tubulárních struktur vytvořených z inovativních stoprocentních nanovlákenných nití z PVB a PCL vytvořených zvlákňováním pomocí střídavého elektrického proudu.
Práce si také klade za úkol změřit a diskutovat mechanické i biologické vlastnosti tkaním připravených vzorků. Ty budou mechanicky charakterizovány testováním pevnosti v tahu i optickou a skenovací elektronovou mikroskopií (SEM). Biologické testy budou následně použity pro zjištění proliferace buněk na planárních strukturách, přičemž buňky na materiálech budou zkoumány mimo jiné skrze fluorescenční mikroskopii a SEM.
Textiles and woven materials play a crucial role in our daily lives. They are utilized not only in traditional applications such as clothing, bed sheets or table linens, but also in more advanced fields including membranes, filters, and construction materials, where their presence enhances mostly mechanical properties. Recently, woven textiles made from nanofibers have reached considerable success in numerous medical applications, ranging from respirators to wound dressings. Consequently, ongoing advances in bioactive and biocompatible materials have paved the path for the production of 100% nanofibrous yarns derived from various polymers, including polyvinyl butyral (PVB) and polycaprolactone (PCL). Polycaprolactone, in particular, has been validated for its biocompatibility, making it suitable for in vivo applications. The objective of this diploma thesis is to conduct a thorough literature research on those bioengineering materials used as tissue scaffolds, with an emphasis on those made of nanofibers. The main (experimental) part deals with the first steps of fabrication and analysis of specially woven planar textiles as well as three-dimensional tubular specimens made from innovative 100% nanofibrous PVB and PCL yarns produced by alternating current electrospinning. This research also aims to evaluate and discuss the mechanical and biological properties of the woven scaffolds, which will be assessed by tensile strength testing and scanning electron microscopy (SEM) observations. Subsequent biological assays will be performed to determine cell proliferation, and the cells present on the samples will be examined by fluorescence microscopy (FM) and SEM.
Textiles and woven materials play a crucial role in our daily lives. They are utilized not only in traditional applications such as clothing, bed sheets or table linens, but also in more advanced fields including membranes, filters, and construction materials, where their presence enhances mostly mechanical properties. Recently, woven textiles made from nanofibers have reached considerable success in numerous medical applications, ranging from respirators to wound dressings. Consequently, ongoing advances in bioactive and biocompatible materials have paved the path for the production of 100% nanofibrous yarns derived from various polymers, including polyvinyl butyral (PVB) and polycaprolactone (PCL). Polycaprolactone, in particular, has been validated for its biocompatibility, making it suitable for in vivo applications. The objective of this diploma thesis is to conduct a thorough literature research on those bioengineering materials used as tissue scaffolds, with an emphasis on those made of nanofibers. The main (experimental) part deals with the first steps of fabrication and analysis of specially woven planar textiles as well as three-dimensional tubular specimens made from innovative 100% nanofibrous PVB and PCL yarns produced by alternating current electrospinning. This research also aims to evaluate and discuss the mechanical and biological properties of the woven scaffolds, which will be assessed by tensile strength testing and scanning electron microscopy (SEM) observations. Subsequent biological assays will be performed to determine cell proliferation, and the cells present on the samples will be examined by fluorescence microscopy (FM) and SEM.
Description
Subject(s)
Nanovlákenná nit, planární tkáňový nosič, tubulární tkáňový nosič, PCL, PVB, tkaní.