Naslov Priprava hibridnih hidrogelova na temelju materijala iz biogenog izvora Naslov (engleski) Preparation of hybrid hydrogels based on materials from biogenic sources Autor Lucija Jukić Mentor Gordana Matijašić (mentor)Član povjerenstva Gordana Matijašić (predsjednik povjerenstva)Član povjerenstva Stanislav Kurajica (član povjerenstva)Član povjerenstva Krunoslav Žižek (član povjerenstva)Ustanova koja je dodijelila Sveučilište u Zagrebu Datum i država obrane 2024-09-20, Hrvatska Znanstveno / umjetničko TEHNIČKE ZNANOSTI Sažetak Ovaj rad istražuje pripravu i karakterizaciju hibridnih hidrogelova izrađenih od materijala iz biogenih izvora, s naglaskom na kombinaciju decelularizirane izvanstanične matrice (dECM) i alginata. Biomaterijali kao što su kolagen, alginat i njihovi derivati igraju ključnu ulogu u regenerativnoj medicini i tkivnom inženjerstvu zbog svoje biokompatibilnosti, sposobnosti poticanja stanične proliferacije te omogućavanja obnove tkiva. Hidrogelovi, kao trodimenzionalne umrežene strukture s visokim sadržajem vode, oponašaju prirodno tkivo te su vrlo pogodni za isporuku stanica, lijekova i drugih bioaktivnih molekula. U ovom istraživanju, hibridni hidrogelovi pripremljeni su kombiniranjem prirodnih biomaterijala s dodanim sintetskim komponentama kako bi se postigla bolja kontrola nad njihovim
fizikalno-kemijskim svojstvima. Eksperimentalni dio rada uključivao je postupak decelularizacije svinjske jetre kako bi se izolirala dECM, koja je potom modificirana metakrilacijom za bolju umreženost s drugim komponentama hidrogela. Hidrogelovi su pripravljeni u različitim omjerima dECM-MAA (metakrilirana izvanstanična matrica) i alginata, a zatim karakterizirani metodama infracrvene spektroskopije s Fourierovom transformacijom (FTIR) i razlikovne pretražne kalorimetrije (DSC). FTIR analiza pružila je uvid u kemijske strukture i međusobne interakcije unutar hibridnih hidrogelova, omogućujući identifikaciju karakterističnih kemijskih vrpci koje odgovaraju specifičnim funkcionalnim skupinama dECM-a i alginata. S druge strane, DSC analiza omogućila je procjenu termičke stabilnosti i prijelaznih temperatura hidrogelova, koje su ključne za njihovu potencijalnu primjenu u biomedicinskim uređajima. Rezultati pokazuju da je moguće manipulirati sastavom hibridnih hidrogelova kako bi se prilagodila njihova mehanička svojstva, termička stabilnost i biokompatibilnost specifičnim potrebama u biomedicinskim primjenama. Kombinacija prirodnih i sintetskih polimera, kao što su dECM-MAA i alginat, omogućuje stvaranje hibridnih materijala koji nude bolje performanse od pojedinačnih komponenata, osiguravajući bolju mehaničku otpornost i kontroliranu razgradnju. Ovi rezultati pružaju vrijedne smjernice za buduće optimizacije sastava hidrogelova u svrhu razvoja naprednih biomaterijala za regenerativnu medicinu, uključujući aplikacije kao što su isporuka lijekova, implantati i tkivni modeli. Rad također ističe važnost odabira prikladnih metoda karakterizacije, kao što su FTIR i DSC, u procjeni kompatibilnosti i stabilnosti novih biomaterijala za njihovu sigurnu i učinkovitu upotrebu.
Sažetak (engleski) This paper investigates the preparation and characterization of hybrid hydrogels made from biogenic source materials, with a focus on the combination of decellularized extracellular matrix (dECM) and alginate. Biomaterials such as collagen, alginate, and their derivatives play a crucial role in regenerative medicine and tissue engineering due to their biocompatibility, ability to promote cell proliferation, and support tissue regeneration. Hydrogels, as three-dimensional cross-linked structures with a high water content, mimic natural tissue environments and are highly suitable for the delivery of cells, drugs, and other bioactive molecules. In this study, hybrid hydrogels were prepared by combining natural biomaterials with synthetic components to achieve better control over their physicochemical properties. The experimental part of the study involved the decellularization of porcine liver to isolate dECM, which was then methacrylated to improve cross-linking with other hydrogel components. Hydrogels were prepared in various ratios of dECM-MAA and alginate and subsequently characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC). FTIR analysis provided insights into the chemical structures and interactions within the hybrid hydrogels, allowing for the identification of characteristic chemical bands corresponding to specific functional groups of dECM and alginate. Meanwhile, DSC analysis enabled the evaluation of the thermal stability and transition temperatures of the hydrogels, which are critical for their potential application in biomedical devices. The results demonstrate that it is possible to manipulate the composition of hybrid hydrogels to tailor their mechanical properties, thermal stability, and biocompatibility for specific needs in biomedical applications. The combination of natural and synthetic polymers, such as dECM-MAA and alginate, allows the creation of hybrid materials that offer better performance than individual components, ensuring improved mechanical resistance and controlled degradation. These findings provide valuable guidelines for future optimization of hydrogel compositions aimed at developing advanced biomaterials for regenerative medicine, including applications such as drug delivery, implants, and tissue models. The study also highlights the importance of selecting appropriate characterization methods, such as FTIR and DSC, for assessing the compatibility and stability of new biomaterials for their safe and effective use.
Ključne riječi
hibrdini hidrogelovi
izvanstanična matrica
alginat
metakril-anhidrid
DSC
FTIR
Ključne riječi (engleski)
hybrid hydrogels
extracellular matrix
alginate
methacrylic anhydride
DSC
FTIR
Jezik hrvatski URN:NBN urn:nbn:hr:149:060425 Studijski program Naziv: Kemijsko inženjerstvo Vrsta resursa Tekst Način izrade datoteke Izvorno digitalna Prava pristupa Otvoreni pristup Uvjeti korištenja Datum i vrijeme pohrane 2024-11-17 11:07:40
