Naslov (srp)

Sinteza polimernih nanomaterijala metodom elektrospininga i primena u oblasti tkivnog inženjeringa

Autor

Virijević, Katarina, 1992-

Doprinosi

Živanović, Marko, 1980-
Živić, Fatima, 1970-
Veljović, Đorđe, 1977-
Stanković, Vesna, 1964-

Opis (eng)

The research conducted for this dissertation aimed to obtain polymer nanofibers usingelectrospinning technology, aiming to develop advanced materials for biomedical applications.The polymer classes examined in this research included synthetic polymers, such as poly(εcaprolactone) (PCL), polyethylene glycol (PEG), and natural biologically active polymers,such as proteins (gelatin) and carbohydrates (chitosan). The main goal of the research was tooptimize the chemical composition of polymer solutions in order to obtain nanofibers(scaffolds) suitable for use in accelerated wound healing treatments. The experimentalconditions were controlled and monitored to observe their influence on the parameters of theobtained nanofibers. After that, the data were collected and used to train a neural networkmodel to set the experimental conditions further to obtain the desired characteristics of thenanofibers.Nanofibers obtained from all tested polymer classes were analyzed through in vitro and in vivomethods. As an additional step, the nanofibers were impregnated with commercial antibioticagents, such as ciprofloxacin hydrochloride and gentamicin sulfate, to improve the therapeuticproperties of the materials for applications in skin regeneration. Characterization of thenanofibers was performed using various techniques, including scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), atomic force microscopy (AFM), andFourier transform infrared spectroscopy (FTIR), to evaluate the morphology, structure, andtexture of the nanofibers. In vitro tests included toxicological and microbiological analyses,water absorption and degradation measurements under physiological conditions, as well as invivo tests in rat and egg models to assess biocompatibility, regenerative, and neoangiogenicproperties. The results showed that the synthesized nanofibers possess biocompatibilityproperties, significant antibacterial activity against the tested pathogens, as well as the abilityto accelerate wound healing and tissue regeneration while preventing infections. Thesecharacteristics indicate the high potential of synthesized nanofibers for the development ofinnovative materials with applications in tissue engineering.The following institutions were also involved in the development of this doctoral dissertation:the Institute of Virology, Vaccines and Sera "Torlak", Belgrade; the Institute of MolecularGenetics and Genetic Engineering, Belgrade; the Vinča Institute of Nuclear Sciences,Belgrade; the Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade; the Institute ofLightweight Design and Structural Biomechanics, Vienna University of Technology, Austria;the Faculty of Medical Sciences, University of Kragujevac; and the Faculty of Science,University of Kragujevac.

Opis (srp)

Istraživanje sprovedeno za potrebe izrade ove disertacije je imalo za cilj dobijanjepolimernih nanovlakna pomoću elektrospining tehnologije, sa ciljem razvojanaprednih materijala za primenu u biomedicinskom polju. Ispitivane klase polimerau okviru ovog istraživanja su uključivale sintetičke polimere, kao što su poli(εkaprolakton) (PCL), polietilen glikol (PEG), i prirodne biološki aktivne polimere,kao što su proteini (želatin) i polisaharidi (hitozan). Osnovni cilj istraživanja sebazirao na optimizaciji hemijskog sastava polimernih rastvora kako bi se dobilananovlakna (skefoldi) pogodna za primenu u tretmanima ubrzanog zarastanja rana.Uslovi eksperimenta su bili kontrolisani i praćeni kako bi se uočila njihovapromena na uticaj parametara dobijenih nanovlakana. Nakon toga, prikupljeni podacisu upotrebljeni za obuku modela neuronske mreže, sa ciljem definisanja optimalnihuslova za dobijanje željenih karakteristika nanovlakana.Nanovlakna dobijena iz svih testiranih klasa polimera analizirana su kroz in vitro iin vivo metode. Kao dodatan korak, nanovlakna su bila impregnirana komercijalnimantibiotskim agensima, kao što su ciprofloksacin hidrohlorid i gentamicin sulfat,radi poboljšanja terapeutskih svojstava materijala za primene u regeneraciji kože.Karakterizacija nanovlakana je izvršena korišćenjem različitih tehnika,uključujući skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM), energetsku disperzivnuspektroskopiju (SEM/EDS), mikroskopiju atomskih sila (AFM) i infracrvenuspektroskopiju Furijeove transformacije (FTIR), da bi se procenila morfologija,struktura i tekstura vlakna. In vitro testovi su uključivali toksikološke imikrobiološke analize, merenja apsorpcije vode i degradacije u fiziološkimuslovima, dok in vivo testovi su bili primenjeni na modelima pacova i kokošijih jajaza procenu biokompatibilnosti, regenerativnih i neoangiogenih svojstava. Rezultatisu pokazali da sintetisana nanovlakna poseduju osobine biokompatibilnosti, značajnuantibakterijsku aktivnost prema ispitivanim patogenima, kao i sposobnost da ubrzajuzarastanje rana i regeneraciju tkiva uz sprečavanje infekcija. Dobijene karakteristikeukazuju na značajan potencijal sintetisanih nanovlakana za razvoj inovativnihmaterijala sa primenom u tkivnom inženjeringu.U izradu ove doktorske disertacije bile su uključene i institucije: Institut zavirusologiju, vakcine i serume „Torlak”, Beograd; Institut za molekularnu genetikui genetičko inženjerstvo, Beograd; Institut za nuklearne nauke „Vinča”, Beograd;Tehnološko-metalurški fakultet Univerziteta u Beogradu; Institut za lakekonstrukcije i strukturnu biomehaniku, Tehnički univerzitet u Beču, Austrija;Fakultet medicinskih nauka Univerziteta u Kragujevcu; Prirodno-matematičkifakultet Univerziteta u Kragujevcu;.

Opis (srp)

-

Jezik

srpski

Datum

2025

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode