Příprava a charakterizace hierarchicky organizovaných funkčních polymerních vrstev a porózních systémů

Abstract

Práce se zabývá přípravou strukturovaných polymerních povrchů. Jsou zde popsány rozdílné přístupy vedoucí ke vzniku porézních systémů vyznačujících se odlišnou symetrií a velikostí povrchových struktur. Pozornost je věnována procesům fázové separace v systému polymer / směs dobrého a špatného rozpouštědla. Popsány jsou dosavadní poznatky a hypotézy vysvětlující vznik povrchových a objemových pórů. Formování povrchového reliéfu v nabotnalé polymerní vrstvě je diskutováno s ohledem na vliv povrchového napětí, Laplaceova tlaku, kapilárních sil, proudění, viskoelastické fázové separace, kvality rozpouštědel, rychlosti odpařování a kondenzace par. Tyto poznatky jsou shrnuty v nově navrženém modelu, který popisuje formování povrchu polystyrenu v průběhu časově sekvenovaného dávkování směsi rozpouštědel. V rámci výsledků práce je podrobně popsána konstrukce dvou speciálních zařízení, které umožňují kontrolovat procesní parametry formování polymerního povrchu v průběhu časově sekvenované fázové separace za rotace. Kromě polystyrenu byla řešena problematika úpravy povrchů na bázi hyaluronanu a hedvábného fibroinu. Experimentální výsledky věnované povrchovým úpravám těchto materiálů prokázaly, že nově navržený proces fázové separace lze aplikovat na strukturně složitější makromolekulární systémy. Strukturované polystyrenové a fibroinové vrstvy byly použity pro studium buněčných interakcí s materiálovými povrchy. Bylo prokázáno, že strukturované povrchy efektivně simulují nativní prostředí pro kultivované buňky. Mimo to určité typy hierarchicky strukturovaných povrchů mohou iniciovat diferenciační proces u kmenových buněk.