Master's Thesis

Emulsion hydrogels acceptable in natural cosmetics

Author of thesis: Bc. Kamila Štumarová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Reviewer: Ing. Andrea Hurčíková, Ph.D.

Abstract:

The aim of the master’s thesis is to prepare emulsion hydrogels from the ingredients accepted in natural cosmetics. Prepared emulgels should aid the healing of superficial wounds. Two concentrations of active substance were selected, specifically 1 and 5% for the preparation of emulsions. These emulsions were stabilized by three nonionic surfactants. Three different biopolymers were tested for the preparation of hydrogels, and one was subsequently selected as the most suitable in terms of ease of preparation and sensory properties. Flow characteristics of the prepared emulgels were studied using parallel plate rheometry. Stability of emulsion hydrogels was monitored using an analytical centrifuge at room and body temperature. The structure of emulgels was observed during storage using an optical microscope. Scratch test was used for the study of the effect of active substance on the wound closure. Based on the results, an optimal composition of the emulsion hydrogel was proposed.

Keywords:

emulsion hydrogels, emulgels, essential oil, nonionic surfactants, biopolymer, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, rheometry, analytical centrifuge, optical microscopy, scratch test, wound healing

Date of defence

21.05.2026

Date of publish

20.05.2029

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. Obruča: Proč zrovna teatree oil? Jaká byla dávka média při scratch testu? Uvažovala jste i o jiném gelujícím materiálu než polysacharidech? Ješinová: Odkud byl teatree oil odebírán?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

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.

Kamila Štumarová pracovala na zadání systematicky, poctivě, samostatně. Dobře plnila dohodnuté úkoly a iniciativně je doplňovala o experimenty, které na základě výsledků laboratorní činnosti vyhodnotila jako žádoucí. Pravidelně konzultovala, vždy předem zaslané výsledky a návrhy dalšího postupu.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
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

Grade proposed by supervisor: A

Diplomová práce „Emulzní hydrogely ze surovin přírodní kosmetiky“ představuje kvalitně zpracovanou experimentální studii zaměřenou na přípravu a charakterizaci emulzních hydrogelů s obsahem čajovníkového oleje. Studentka prokazuje velmi dobrou znalost problematiky přírodní kosmetiky, hydrogelových systémů i povrchově aktivních látek. Její teoretická část je přehledně uspořádaná a věcně formulovaná, což poskytuje pevný základ pro navazující experimentální práci. Oceňuji také rozsah použitých metod, mezi které patří reologie, analytická odstředivka, optická mikroskopie, termická analýza i scratch test, což svědčí o velmi dobré laboratorní zdatnosti a schopnosti samostatně pracovat s moderními přístroji.

Experimentální část je koncipována systematicky a zahrnuje výběr vhodného biopolymeru, přípravu emulzí se dvěma koncentracemi čajovníkového oleje a jejich stabilizaci třemi neiontovými tenzidy. Autorka následně připravila emulzní hydrogely a podrobila je celé řadě analytických metod, včetně reometrie, analytické odstředivky, optické mikroskopie, termické analýzy a scratch testu. 

Ačkoliv je práce celkově velmi kvalitní, objevuje se několik nejasností, které by si zasloužily hlubší rozpracování. Výběr biopolymeru není dostatečně zdůvodněn, protože autorka sice uvádí, že byl zvolen xanthan, ale nepopisuje konkrétní nedostatky karagenanu a karobu ani kritéria, podle kterých byly tyto polymery vyřazeny. Teoretická část práce obsahuje popis HLB hodnoty, avšak v diskusi výsledků není vysvětleno, jak rozdílné HLB jednotlivých tenzidů ovlivnilo stabilitu připravených emulzí, což působí jako nedotažené propojení teorie s experimentem. Kapitola věnovaná mikrobiální odolnosti je velmi stručná a neuvádí, jak dlouho byly vzorky sledovány, jaké mikroorganismy se objevily, či zda měl čajovníkový olej měřitelný vliv na mikrobiální stabilitu hydrogelu. Reologická data jsou rozsáhlá, ale chybí jejich praktická interpretace z hlediska uživatelských vlastností, například roztíratelnosti nebo stability při aplikaci.

Navzdory uvedeným dílčím nedostatkům je práce po odborné stránce na vysoké úrovni a splňuje všechny požadavky kladené na diplomovou práci. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou "Výborně (A)".
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
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 B
Topics for thesis defence:
  1. V části věnované mikrobiální odolnosti uvádíte pouze obecné pozorování. Jak dlouho byly vzorky sledovány, jaké mikroorganismy se objevily a měl čajovníkový olej měřitelný vliv na mikrobiální stabilitu hydrogelu?
  2. Reologická měření jsou rozsáhlá, ale chybí jejich praktická interpretace. Jak naměřené reologické vlastnosti ovlivňují použitelnost emulgelu na kůži, například z hlediska roztíratelnosti nebo stability při aplikaci?
  3. Můžete podrobněji vysvětlit, podle jakých kritérií jste vybírala vhodný biopolymer a proč jste nakonec upřednostnila xanthan před karagenanem a karobem?
  4. V části věnované mikrobiální odolnosti uvádíte pouze obecné pozorování. Jak dlouho byly vzorky sledovány, jaké mikroorganismy se objevily a měl čajovníkový olej měřitelný vliv na mikrobiální stabilitu hydrogelu?

Grade proposed by reviewer: A

Reasons for publication postponement

Publication of the final thesis has been postponed in compliance with the provisions of Section 47b (4) of Act No. 111/1998 Coll., on the Higher Education Institutions and on amendments and supplements to other acts, as amended.

Protection of intellectual property

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová