Development of nanofibres with drug delivery system for cartilage regeneration

Tato diplomová práce se věnuje problematice tkáňového inženýrství. Práce je zaměřena na tvorbu nanovlákenných nosič? s řízeným uvolňováním látek. D?raz je kladen zejména na zkoumání vlivu jádrového polymeru na kinetiku uvolňování modelových látek. Biomedicínské nosiče mohou pomoci při léčbě nejr?znějších defekt? a nemocí, vširokém spektru aplikací zahrnujících osteochondrální, kardiovaskulární, ch irurgické a kožní onemocnění. Cílem praktické části bylo vyrobit vhodné nanovlákenné nosiče se strukturou jádroóbal pro postupné uvolňování látek, optimalizovat je, aby byly vhodné pro tkáňové inženýrství chrupavky. Nosiče se skládaly z nanovláken morfologie jádro ?plášť, zapoužití jádrového polymeru polyvinylalkoholu a obalového poly-?-kaprolaktonu. Byly vyrobeny dvěma r?znými metodami koaxiálního elektrostatického zvlákňování?zjehly a zvolné hladiny, spoužitím r?zných koncentrací a molekulárníchhmotností polyvinylakoholu asinkorporací fluorescenčních látek sr?znou molekulární hmotností "FITC dextran, TRITC dextran, křenová peroxidáza. K vyhodnocování kvality nosič"byla použita materiálová charakterizace zahrnující hodnocení morfologie, fyzikálně chemických a farmakokinetických vlastností nosič?. K tomu byly použity metody rastrovací elektronovémikroskopie, konfokální mikroskopie, infračervenéspektroskopie, měření kontaktního úhlu a test?na řízené uvolňování. Výzkum probíhal na vlastnoručně vyrobených nanovláknových strukturách s r?znými vlastnostmi. Výsledky pokus? demonstrovali úspěšnou enkapsulaci látek do r?zných forem nosič?. Dále se ukázalo, že metodika koaxiálního zvlákňování umožňuje rychlé dodávání molekul smolekulovou hmotností 10 kDa, a postupné dodávání větších molekul (44 ?70kDa). Připravené nosiče umožňují bifázické uvolnění aktivních látek a mají velký aplikační potenciál voblastech bezbuněčnéhopřístupu vtkáňovém inženýrství.This thesis deals with the problem of tissue engineering. The work is focused on creating nanofiber scaffoldswith a drug delivery system. Emphasis is placed on examining the impact of core polymer on the release kinetics of model compounds. Biomedical carriers can help totreat a variety of defects and diseases in a wide range of applications including osteochondral, cardiovascular, surgical and skin diseases. The aim of the work was to produce a suitablenanofiberscaffoldswith thestructure core -shellfor the controlled drugrelease , optimize them , make them suitable for cartilage tissue engineering.Scaffoldsare composed of nanofiberswithmorphology core -shell, using the core polymer of polyvinyl alcohol and shell polymer from poly-?-caprolactone. They were made by two different methods of coaxial electrospinning, such as from the jet andbyneedleless electrospinning, with incorporating of fluorescent substances with different molecular weight: FITC -dextran, TRIC ?dextran, and horse radish peroxidase. To evaluate the quality of scaffolds, thecharacterizationof material was used, including an evaluation of morphology, physicochemical and pharmacokinetic properties ofcarriers. Themethods of scanning electron microscopy, confocal microscopy, infrared spectroscopy, contact angle measurement, and controlled-releaseassay were used. The research was conducted on self-made nanofiber structures with different properties . Theexperimental results demonstratedthe successful encapsulation of substances intovarious forms of nanofibre scaffolds.It appeared furthermorethat the methodology of the coaxial electrospinning process enables rapid delivery of molecules with molecular weights of10kDa, and the controlled supplying a larger molecules(44 -70 kDa). Prepared scaffoldsallow biphasic release of active substances and have a great application potential inthe areas ofacellular approach intissue engineerin