Bachelor's Thesis

Optimisation of plasma treated liquid preparation for medical proposes

Final Thesis 1.38 MB

Author of thesis: Antonie Aubrechtová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.

Reviewer: Ing. Paula Večeríková

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the optimization of the preparation of plasma-treated liquids (PTL) and their decontamination effects against the bacterium Cutibacterium acnes. PTL was prepared using a plasma system with a high-frequency alternating voltage source under simultaneous air bubbling. The study investigated the influence of cooling and treatment duration on PTL properties. Characterization was performed by measuring pH, conductivity, and the concentrations of reactive species. The results showed that preparation with cooling leads to PTL with higher concentrations of reactive species, while pH and conductivity did not differ significantly compared to preparation without cooling. With increasing treatment time, the concentrations of all monitored reactive species increased.
The decontamination effect was tested on Cutibacterium acnes, and it was found that PTL treated for 10 minutes exhibited stronger antimicrobial effects than PTL treated for 3 minutes. For PTL10min, complete decontamination was achieved after 8 minutes of exposure, whereas PTL3min did not achieve complete decontamination even after 45 minutes. The aging of the inhibition efficacy of PTL10min was also investigated. The results showed that with increasing time after preparation, the antimicrobial effect gradually decreased. However, PTL still retained significant activity even 7 hours after preparation.
The obtained results showed that preparation with cooling using an ice bath is more advantageous and confirmed the decontamination efficacy of PTL, and thus its potential for biomedical applications.

Keywords:

Plasma treated liquids, decontamination effects, Cutibacterium acnes

Date of defence

11.06.2026

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 bakalářské 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 bakalářské práce. Komise zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako výbornou. Pekař: Čím se ředily vzorky? Má NaCl vliv na produkci reaktivních částic? Obruča: Jak se stanovovaly různé časy expozice? Enev: Už se PTL testuje i na živých psech?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (BPCP_CHMA)

Composition of Committee

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

Bakalářská práce se zabývá optimalizací přípravy plazmatem ošetřených kapalin (PTL) pro medicínské aplikace a studiem jejich dekontaminačních účinků na bakterii Cutibacterium acnes. Cílem práce bylo připravit a charakterizovat PTL z hlediska koncentrací reaktivních částic, pH a vodivosti a současně posoudit jejich antimikrobiální účinnost. V teoretické části studentka diskutuje problematiku nízkoteplotního plazmatu, plazmatem ošetřených kapalin a možnosti jejich využití v medicíně. Rešerše obsahuje taky popis studované bakterie a přehled vlivu PTL na bakterie. Zpracování rešerše je přehledné a z relevantních odborných zdrojů.
V rámci experimentální části se studentka zaměřila na optimalizaci přípravy plazmatem ošetřených kapalin (PTL) pro medicínské aplikace. Bylo zjištěno, že použití chlazení během přípravy vede k vyšším koncentracím reaktivních částic a umožňuje přípravu účinnějších PTL při delších časech ošetření. Současně bylo prokázáno, že se s rostoucí dobou přípravy zvyšuje také dekontaminační účinek vůči bakterii Cutibacterium acnes. Výsledky práce dále ukázaly, že připravené PTL vykazují výrazný antimikrobiální účinek již při krátkých dobách kontaktu s bakteriální kulturou. Součástí práce bylo rovněž sledování stability dekontaminačního účinku PTL v čase. Bylo potvrzeno, že PTL si zachovávají významný antimikrobiální účinek i několik hodin po přípravě, přestože s delší dobou skladování dochází k jeho postupnému poklesu.
Při řešení práce studentka prokázala vysokou míru samostatnosti, pečlivosti a mimořádného zájmu o řešenou problematiku. Velmi pozitivně hodnotím její přístup k dlouhodobým experimentům zaměřeným na stabilitu PTL. Studentka pracovala s elánem a opravdovým zájmem o experimentální činnost, což bylo během vedení práce velmi sympatické. Práce je kvalitně zpracována, logicky strukturována a výsledky jsou přehledně prezentovány a diskutovány s ohledem na aktuální poznatky.
Cíle bakalářské práce byly splněny, práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Paula Večeríková

Bakalárska práca na tému „Optimalizace přípravy plazmatem ošetřených kapalin pro medicínské účely“ sa venuje aktuálnej problematike. Predložená práca napĺňa stanovené ciele zadania a prináša zaujímavé výsledky v oblasti optimalizácie prípravy plazmatom ošetrených kvapalín a ich účinku voči baktérii Cutibacterium acnes.

Za silnú stránku práce považujem najmä experimentálnu časť zameranú na prípravu a charakterizáciu plazmou ošetrených kvapalín. Oceňujem systematický prístup k optimalizácii experimentálnych podmienok, rozsah realizovaných meraní a technickú náročnosť vykonaných experimentov. Výsledky sú prehľadne prezentované pomocou kvalitne spracovaných grafov a obrázkov, ktoré vhodne dopĺňajú text práce.

Práca obsahuje drobné formálne nedostatky, najmä vo formátovaní nadpisov. Vzhľadom na aktuálnosť témy by si práca zároveň zaslúžila rozsiahlejšiu diskusiu výsledkov. Hoci získané dáta sú zaujímavé a aplikačne perspektívne, ich interpretácia zostáva prevažne opisná. Väčší dôraz na súvislosti s fyziológiou skúmaného mikroorganizmu, použitými kultivačnými podmienkami a porovnanie s publikovanou literatúrou by doplnila celkový aplikačný potenciál a využitie v oblasti medicínskej chémie.

Práca je celkovo prehľadná, vecná a po odbornej aj experimentálnej stránke spracovaná na veľmi dobrej úrovni a preukazuje schopnosť autorky samostatne riešiť zadanú problematiku a interpretovať namerané dáta. Predloženú bakalársku prácu považujem za kvalitnú a prínosnú.

Z uvedených dôvodov ju odporúčam k obhajobe a hodnotím ju známkou A – výborne.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse C
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Prečo bol zvolený ako modelový mikroorganizmus práve Cutibacterium acnes? Aké je zbierkové číslo použitého kmeňa? Môže mať vplyv použitie rôznych kmeňov na výsledky merania?
  2. Aké sú ideálne podmienky pre kultiváciu C. acnes ? Ako vyzerá rastová krivka C. acnes a v akej fáze rastu sa nachádzal mikroorganizmus pri Vašich experimentoch?
  3. Ako si vysvetľujete, že boli namerané vyššie koncentrácie reaktívnych častíc v chladených vzorkách z pohľadu rozpustnosti plynov a reakčnej kinetiky?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová