Title
Sinteza polimernih nanomaterijala metodom elektrospininga i primena u oblasti tkivnog inženjeringa
Creator
Virijević, Katarina, 1992-
CONOR:
82237193
Copyright date
2025
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
3860
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 29.08.2025.
Other responsibilities
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Alternative title
Synthesis of polymer nanomaterials by the electrospinning method and application in the field of tissue engineering
Publisher
[K. D. Virijević]
Format
148 str.
Abstract (sr)
Istraživanje sprovedeno za potrebe izrade ove disertacije je imalo za cilj dobijanje
polimernih nanovlakna pomoću elektrospining tehnologije, sa ciljem razvoja
naprednih materijala za primenu u biomedicinskom polju. Ispitivane klase polimera
u 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 se
bazirao na optimizaciji hemijskog sastava polimernih rastvora kako bi se dobila
nanovlakna (skefoldi) pogodna za primenu u tretmanima ubrzanog zarastanja rana.
Uslovi eksperimenta su bili kontrolisani i praćeni kako bi se uočila njihova
promena na uticaj parametara dobijenih nanovlakana. Nakon toga, prikupljeni podaci
su upotrebljeni za obuku modela neuronske mreže, sa ciljem definisanja optimalnih
uslova za dobijanje željenih karakteristika nanovlakana.
Nanovlakna dobijena iz svih testiranih klasa polimera analizirana su kroz in vitro i
in vivo metode. Kao dodatan korak, nanovlakna su bila impregnirana komercijalnim
antibiotskim 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 disperzivnu
spektroskopiju (SEM/EDS), mikroskopiju atomskih sila (AFM) i infracrvenu
spektroskopiju Furijeove transformacije (FTIR), da bi se procenila morfologija,
struktura i tekstura vlakna. In vitro testovi su uključivali toksikološke i
mikrobiološke analize, merenja apsorpcije vode i degradacije u fiziološkim
uslovima, dok in vivo testovi su bili primenjeni na modelima pacova i kokošijih jaja
za procenu biokompatibilnosti, regenerativnih i neoangiogenih svojstava. Rezultati
su pokazali da sintetisana nanovlakna poseduju osobine biokompatibilnosti, značajnu
antibakterijsku aktivnost prema ispitivanim patogenima, kao i sposobnost da ubrzaju
zarastanje rana i regeneraciju tkiva uz sprečavanje infekcija. Dobijene karakteristike
ukazuju na značajan potencijal sintetisanih nanovlakana za razvoj inovativnih
materijala sa primenom u tkivnom inženjeringu.
U izradu ove doktorske disertacije bile su uključene i institucije: Institut za
virusologiju, vakcine i serume „Torlak”, Beograd; Institut za molekularnu genetiku
i genetičko inženjerstvo, Beograd; Institut za nuklearne nauke „Vinča”, Beograd;
Tehnološko-metalurški fakultet Univerziteta u Beogradu; Institut za lake
konstrukcije i strukturnu biomehaniku, Tehnički univerzitet u Beču, Austrija;
Fakultet medicinskih nauka Univerziteta u Kragujevcu; Prirodno-matematički
fakultet Univerziteta u Kragujevcu;.
Abstract (en)
The research conducted for this dissertation aimed to obtain polymer nanofibers using
electrospinning 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 to
optimize the chemical composition of polymer solutions in order to obtain nanofibers
(scaffolds) suitable for use in accelerated wound healing treatments. The experimental
conditions were controlled and monitored to observe their influence on the parameters of the
obtained nanofibers. After that, the data were collected and used to train a neural network
model to set the experimental conditions further to obtain the desired characteristics of the
nanofibers.
Nanofibers obtained from all tested polymer classes were analyzed through in vitro and in vivo
methods. As an additional step, the nanofibers were impregnated with commercial antibiotic
agents, such as ciprofloxacin hydrochloride and gentamicin sulfate, to improve the therapeutic
properties of the materials for applications in skin regeneration. Characterization of the
nanofibers was performed using various techniques, including scanning electron microscopy
(SEM), energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), atomic force microscopy (AFM), and
Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), to evaluate the morphology, structure, and
texture of the nanofibers. In vitro tests included toxicological and microbiological analyses,
water absorption and degradation measurements under physiological conditions, as well as in
vivo tests in rat and egg models to assess biocompatibility, regenerative, and neoangiogenic
properties. The results showed that the synthesized nanofibers possess biocompatibility
properties, significant antibacterial activity against the tested pathogens, as well as the ability
to accelerate wound healing and tissue regeneration while preventing infections. These
characteristics indicate the high potential of synthesized nanofibers for the development of
innovative 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 Molecular
Genetics and Genetic Engineering, Belgrade; the Vinča Institute of Nuclear Sciences,
Belgrade; the Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade; the Institute of
Lightweight 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.
Authors Key words
nanovlakna, polimeri, tkivni inženjering, veštačka inteligencija,
zarastanje rana
Authors Key words
nanofibers, polymers, tissue engineering, artificial intelligence, wound healing
Classification
615.47:004.8(043.3)
004.8
Subject
Biomedicinska tehnika, veštačka inteligencija
Type
Tekst
Abstract (sr)
Istraživanje sprovedeno za potrebe izrade ove disertacije je imalo za cilj dobijanje
polimernih nanovlakna pomoću elektrospining tehnologije, sa ciljem razvoja
naprednih materijala za primenu u biomedicinskom polju. Ispitivane klase polimera
u 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 se
bazirao na optimizaciji hemijskog sastava polimernih rastvora kako bi se dobila
nanovlakna (skefoldi) pogodna za primenu u tretmanima ubrzanog zarastanja rana.
Uslovi eksperimenta su bili kontrolisani i praćeni kako bi se uočila njihova
promena na uticaj parametara dobijenih nanovlakana. Nakon toga, prikupljeni podaci
su upotrebljeni za obuku modela neuronske mreže, sa ciljem definisanja optimalnih
uslova za dobijanje željenih karakteristika nanovlakana.
Nanovlakna dobijena iz svih testiranih klasa polimera analizirana su kroz in vitro i
in vivo metode. Kao dodatan korak, nanovlakna su bila impregnirana komercijalnim
antibiotskim 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 disperzivnu
spektroskopiju (SEM/EDS), mikroskopiju atomskih sila (AFM) i infracrvenu
spektroskopiju Furijeove transformacije (FTIR), da bi se procenila morfologija,
struktura i tekstura vlakna. In vitro testovi su uključivali toksikološke i
mikrobiološke analize, merenja apsorpcije vode i degradacije u fiziološkim
uslovima, dok in vivo testovi su bili primenjeni na modelima pacova i kokošijih jaja
za procenu biokompatibilnosti, regenerativnih i neoangiogenih svojstava. Rezultati
su pokazali da sintetisana nanovlakna poseduju osobine biokompatibilnosti, značajnu
antibakterijsku aktivnost prema ispitivanim patogenima, kao i sposobnost da ubrzaju
zarastanje rana i regeneraciju tkiva uz sprečavanje infekcija. Dobijene karakteristike
ukazuju na značajan potencijal sintetisanih nanovlakana za razvoj inovativnih
materijala sa primenom u tkivnom inženjeringu.
U izradu ove doktorske disertacije bile su uključene i institucije: Institut za
virusologiju, vakcine i serume „Torlak”, Beograd; Institut za molekularnu genetiku
i genetičko inženjerstvo, Beograd; Institut za nuklearne nauke „Vinča”, Beograd;
Tehnološko-metalurški fakultet Univerziteta u Beogradu; Institut za lake
konstrukcije i strukturnu biomehaniku, Tehnički univerzitet u Beču, Austrija;
Fakultet medicinskih nauka Univerziteta u Kragujevcu; Prirodno-matematički
fakultet Univerziteta u Kragujevcu;.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.

