Master's Thesis

Innovation of the production of vessel implants

Author of thesis: Bc. Ivana Čelková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Reviewer: Ing. Martin Kadlec, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with the innovation of collagen vascular graft manufacturing technology in cooperation with VUP Medical a.s. The aim of this work was to design and experimentally verify a suitable method for collagen crosslinking that could be used in the current manufacturing process of vascular prostheses.
The experimental part investigates different approaches to collagen crosslinking. Based on the obtained results, a method of photochemical crosslinking using riboflavin and UV radiation was selected, and collagen thin films and vascular prostheses were prepared. The prepared samples were evaluated in terms of stability in aqueous environment and vascular graft leakage. The samples were also analyzed using FTIR spectroscopy, tensile testing and atomic force microscopy (AFM).
The results showed that riboflavin improved the stability of collagen material in aqueous environment and reduced the leakage of laboratory-prepared vascular prostheses. There were also observed changes in organization of the collagen structure and in mechanical behavior of the materiál itself. The obtained results suggest that photochemical collagen crosslinking using riboflavin could be a promising approach for further development of collagen vascular graft manufacturing technology.

Keywords:

Collagen, vascular prostheses, collagen crosslinking, riboflavin, collagen stability, vascular graft permeability

Date of defence

22.05.2026

Date of publish

21.05.2029

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou. Kozáková: Jak probíhalo ošetření UV u cévní náhrady? Dzik: Jak probíhalo síťování po chemické stránce?

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Physical and Applied Chemistry

Study programme

Chemistry for Medical Application (NPCP_CHMA)

Specialization

Processes and Materials of Medical Applications (BF)

Composition of Committee

doc. PharmDr. Ing. Radka Ješinová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Ivana Čelková se chvályhodně zajímala o praktické téma, přímo napojené na nějakou firemní praxi. To bohužel výrazně zpozdilo specifikaci zadání a nakonec vedlo k ročnímu prodloužení studia. Dodělávání diplomové práce pak bylo poněkud zkomplikováno pracovními povinnostmi studentky. Během práce projevila vysokou samostatnost, invenci při navrhování experimentálních aparatur, které bylo nutno pro plnění zadání teprve zkonstruovat. Takže se jí nakonec podařilo zadání naplnit a vytvořit přinejmenším základ pro požadovanou modifikaci firemní technologie.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání B
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce B
Celkový přístup k řešení úkolů B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Martin Kadlec, Ph.D.

Studentka Bc. Ivana Čelková se ve své diplomové práci zabývala inovací technologie výroby kolagenních cévních náhrad a to ve spolupráci s průmyslovým partnerem VUP Medical a.s. Práce je logicky členěna na deset hlavních kapitol, které jsou dle potřeby dále děleny. Práce je díky tomu čtivá a čtenář se v ní dobře orientuje.

Teoretická část se důkladně věnuje kolagenu, dále s ohledem na zpracovávané téma vhodně navazuje část věnující se struktuře a funkci krevních cév. Práce pokračuje pěkně zpracovanou literární rešerší, přičemž společně s teoretickou částí je citováno 73 odborných zdrojů. Díky tomu je možno konstatovat, že studentka se ve studované problematice velmi dobře orientuje.

Také experimentální část podrobně zachycuje přípravu a nastavení studovaných technik. Nutno vyzdvihnout dále fakt, že během zpracování této práce vznikla také nová UV aparatura určená k rovnoměrněmu ozáření cévních protéz. V sekci diskuze a výsledky jsou získané výstupy pěkně diskutovány, vhodné je vyzdvihnout také kritické zhodnocení (ne)použitelnosti techniky DSC na připravené vzorky. Vzhledem k tomu, že se jedná (jak sama studentka zmiňuje) o "první krok v inovaci technologie výroby cévních náhrad", v závěru práce velmi kladně hodnotím představený možný postup, jakým směrem by studium této problematiky mělo pokračovat.

Práce neobsahuje témeř žádné typografické a stylistické nedostatky, jazykově je výborně zpracována.

Závěrem je vhodné říci, že poznatky studentky Bc. Ivany Čelkové mohou být zcela jistě využity jako zdařilý základ pro inovace v oblasti technologie výroby kolagenních cévních náhrad, práci hodnotím výborně "A" a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání B
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. V práci je možno se několikrát setkat s komentářem, který se věnuje barevnému vzhledu připravených cévních protéz (u vzorků s riboflavinem, v rešerši také u genipinu). Z jakého pohledu by bylo výrazné syté zbarvení cévních protéz problémem? Jednalo by se pouze o "kosmetickou" vadu nebo zahrnuje i další technologické potíže?
  2. V experimentální části bylo pracováno se třemi koncentracemi riboflavinu, z důvodu utajenosti byly s rostoucí koncentrací značeny jako c1; c2 a c3. Která z těchto koncentrací (opět takto obecně) by podle Vás byla s ohledem na dosažené výsledky nejvhodnější při reálném použití riboflavinu při upravené výrobě cévních protéz? Lze to říci takto jednoduše? Na čem případně by vhodná volba koncentrace riboflavinu dále závisela?

Grade proposed by reviewer: A

Reasons for publication postponement

Publication of diploma thesis, resp. its chapter "Experimental Part" is in accordance with the provision of § 47b, paragraph 4 of Act No. 111/1998 Coll., on Higher Education Institutions, postponed. The reason for postponing the publication is the fact that the diploma thesis, respectively, the chapter "experimental part" contains information protected by special legal regulations (e. g. No. 527/1990 Coll., on Inventions and Improvement Proposals).

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová