Studenti získají následující dovednosti:

porozumnění fundamentálních fyzikálních konceptů, které určují chování polymerů v roztocích

schopnost návrhu syntézy různých polymerů, včetně kontroly jejich délek řetězců

určení parametrů, které jsou zodpovědné za interakci polymerů s živými systémy a to na buněčné úrovni i na úrovni celého organizmu

orientace v současných trendech aplikace polymerů v tkáňovém inženýrství, 3D buněčných kultur a cílení léčiv

Students will gain the following skills:

1. understand the fundamental physical concepts governing the behavior of polymers in solutions

2. design chemical synthesis of various synthetic polymers including control of their chain lengths

3. recognize parameters governing the interaction between a polymer and living system on both cellular and whole body level

4. follow recent trends in biomedical applications of polymers in emerging field such as tissue engineering, drug delivery and 3D cell cultures

M. Rubinstein and R. H. Colby, Polymer Physics, OUP Oxford, 2003.

G. G. Odian, Principles of polymerization, Wiley-Interscience, Hoboken, N.J, 4th ed., 2004.

R. P. Lanza, R. Langer, J. P. Vacanti and A. Atala, Eds., Principles of tissue engineering, Elsevier, Academic Press, Amsterdam, 5th edition., 2020.

F. Puoci, Ed., Advanced Polymers in Medicine, Springer International Publishing, Cham, 2015.

M. Rubinstein and R. H. Colby, Polymer Physics, OUP Oxford, 2003.

G. G. Odian, Principles of polymerization, Wiley-Interscience, Hoboken, N.J, 4th ed., 2004.

R. P. Lanza, R. Langer, J. P. Vacanti and A. Atala, Eds., Principles of tissue engineering, Elsevier, Academic Press, Amsterdam, 5th edition., 2020.

F. Puoci, Ed., Advanced Polymers in Medicine, Springer International Publishing, Cham, 2015.

https://www.youtube.com/watch?v=ZLkCqt1rjv4&list=PLQzQmMdxMv853GFf5mb1JdMId3FW8JsEx

https://www.youtube.com/watch?v=ZLkCqt1rjv4&list=PLQzQmMdxMv853GFf5mb1JdMId3FW8JsEx

1. Polymery – úvod: definice, fyzikální a chemické vlastnosti, syntetické-přírodní polymery, aplikace, životní cyklus

2. Fyzika polymerů I – Fraktální dimenze, ideální a reálné řetězce, termodynamika polymerů v roztocích, Flory Huggins teorie

3. Fyzika polymerů II – Charakterizace polymerů: optická, chromatografická, osmometrie, elektrokinetika

4. Chemie polymerů – Polykondenzace, polymerace, kopolymery, kopolymerní faktory, emulzním suspenzní polymerace, ATRP, RAFT

5. Polymery reakční inženýrství I – úvod do metody momentů, kinetika volné radikálové polymerace, Trommsdorff-Norrish efekt, “ceiling temperature”

6. Polymery reakční inženýrství II – kinetika polykondenzace, gelace

7. Polymerní chemie II – kopolymery, „star“ polymery, dendrimery, gely – fyzika (perkolace, gelační bod, rovnovážné botnání), typy síťování, viskoelasticita, rheologie

8. Syntetické polymery pro biomedicínské aplikace – akryláty, PEG, PCL, PLA, implantáty, excipienty, degradace

9. Biopolymery – typy (polysacharidy, proteiny, nukleové kyseliny), funkce v živých systémech, metabolismus, zdroje, chemická modifikace, aplikace

10. Interakce organizmus-polymer na buněčné úrovni: povrch buňky, internalizace, transfekce, buněčný metabolizmus

11. Interakce organizmus-polymer na úrovni celého organizmu: farmakokinetika, resorpce z krve, EPR efekt, transport tkání, akumulace, exkrece, interakce s imunitním systémem

12. Polymery v drug delivery – farmakokinetika vs. velikost, možnosti uvolnění léčiva

13. Polymery v medicíně – ortopedie, oftalmologie, zubařství, onkologie, nefrologie, ochrana zranění

14. 3D buněčné kultury, regenerativní medicína, tkáňové inženýrství

1. Polymery – úvod: definice, fyzikální a chemické vlastnosti, syntetické-přírodní polymery, aplikace, životní cyklus

2. Fyzika polymerů I – Fraktální dimenze, ideální a reálné řetězce, termodynamika polymerů v roztocích, Flory Huggins teorie

3. Fyzika polymerů II – Charakterizace polymerů: optická, chromatografická, osmometrie, elektrokinetika

4. Chemie polymerů – Polykondenzace, polymerace, kopolymery, kopolymerní faktory, emulzním suspenzní polymerace, ATRP, RAFT

5. Polymery reakční inženýrství I – úvod do metody momentů, kinetika volné radikálové polymerace, Trommsdorff-Norrish efekt, “ceiling temperature”

6. Polymery reakční inženýrství II – kinetika polykondenzace, gelace

7. Polymerní chemie II – kopolymery, „star“ polymery, dendrimery, gely – fyzika (perkolace, gelační bod, rovnovážné botnání), typy síťování, viskoelasticita, rheologie

8. Syntetické polymery pro biomedicínské aplikace – akryláty, PEG, PCL, PLA, implantáty, excipienty, degradace

9. Biopolymery – typy (polysacharidy, proteiny, nukleové kyseliny), funkce v živých systémech, metabolismus, zdroje, chemická modifikace, aplikace

10. Interakce organizmus-polymer na buněčné úrovni: povrch buňky, internalizace, transfekce, buněčný metabolizmus

11. Interakce organizmus-polymer na úrovni celého organizmu: farmakokinetika, resorpce z krve, EPR efekt, transport tkání, akumulace, exkrece, interakce s imunitním systémem

12. Polymery v drug delivery – farmakokinetika vs. velikost, možnosti uvolnění léčiva

13. Polymery v medicíně – ortopedie, oftalmologie, zubařství, onkologie, nefrologie, ochrana zranění

14. 3D buněčné kultury, regenerativní medicína, tkáňové inženýrství

Úspěšné absolvování ústní zkoušky, zpracování rešeršní práce na aktuální téma bioaplikace polymerů

oral examination; elaboration of a literature review on a specific area of polymer bioapplication