bakalářská práce

Janusův hydrogel pro multifunkční aplikace

Autor práce: Matyáš Dostalík

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Romana Ščotková

Oponent: doc. Mgr. Zdenka Fohlerová, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zaměřuje na vývoj a charakterizaci multifunkčního Janusova hydrogelu pro biomedicínské aplikace. Hydrogel byl navržen s asymetrickou strukturou, která kombinuje mechanickou stabilitu, elektrickou vodivost a adhezivní vlastnosti. Matrice je tvořena syntetickým polymerem, zesítěným fyzikální metodou zmrazování a rozmrazování pro zajištění biokompatibility. Součástí hydrogelu je vodivá složka pro přenos elektrických nábojů. Byly provedeny analýzy struktury, bobtnavosti, reologických a mechanických vlastností, stejně jako měření elektrické vodivosti pomocí spektroskopie. Dosažené výsledky potvrzují potenciál hydrogelu jako stabilního, biokompatibilního a vodivého řešení pro multifunkční aplikace.

Klíčová slova:

Janusovy hydrogely, vodivé hydrogely, polyvinylalkohol, fyzikální zesíťování, biokompatibilita, elektrochemická impedanční spektroskopie

Termín obhajoby

17.06.2026

Práce bude zveřejněna

16.06.2028

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Prof. Augustynek položil otázku: Máte představu pro co konkrétně bude materiál použitý? Co všechno se dá měřit? Ing. Zumberg položila otázku: Jaká byla podle vás příčina takové nízké viability? Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Biomedicínská technika a bioinformatika (BPC-BTB)

Složení komise

prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (místopředseda)
MUDr. Tibor Stračina, Ph.D. (člen)
Mgr. Monika Čechová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Smital, Ph.D. (člen)
Ing. Inna Zumberg (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Romana Ščotková

V bakalářské práci se student Matyáš Dostalík seznámil s problematikou přípravy a charakterizace elektrovodivých hydrogelů pro tkáňové inženýrství. Předložená práce se konkrétně zaměřuje na vývoj dvouvrstvé asymetrické hydrogelové matrice z polyvinylalkoholu, kolagenu a PEDOT:PSS. V rámci experimentální části student prakticky prováděl optimalizaci těchto matric pomocí metody cyklického mrazení a tání. Následně provedl fyzikálně-chemické a biologické testy, přičemž získané výsledky porovnal s dostupnou literaturou.

Po formální a odborné stránce je práce na dobré úrovni. Práce má 52 stran bez příloh a je vypracována v souladu s požadavky uvedenými v zadání bakalářské práce. Teoretický úvod je sepsán poměrně přehledně a logicky členěn, avšak  text obsahuje drobné stylistické vady, ojedinělé překlepy a chyby ve skloňování u popisků obrázků. Použitá literatura se skládá převážně z aktuálních zahraničních zdrojů. Limity však vidím v experimentální a výsledkové části, kde student narazil na metodologické překážky u charakterizace proteinové adheze a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). Tyto metody by zasloužily delší dobu na optimalizaci protokolů pro dosažení lepší opakovatelnosti a přesnějšího rozlišení vlastností jednotlivých vrstev. Oceňuji nicméně, že autor limity metod v práci přiznává a navrhuje konstruktivní řešení pro navazující výzkum. Interpretace a diskuse výsledků by však mohla být rozsáhlejší a pro lepší srovnání výsledků s dostupnou literaturou doporučuji využít širší spektrum publikací.

Student pravidelně docházel na laboratorní experimenty a v laboratoři pracoval samostatně. V průběhu semestru bych však očekávala aktivnější přístup při průběžné interpretaci dat, intenzivnější práci s literaturou a hlubší orientaci ve výsledcích během konzultací. Zadání bakalářské práce považuji za splněné. Práci doporučuji k obhajobě a celkově hodnotím stupněm B (80 bodů). Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 80

Známka navržená vedoucím: B

Bakalářská práce Matyáše Dostalíka se zabývá vývojem a testováním multifunkčního Janusova hydrogelu pro využití v regenerativní medicíně. Autor se zaměřuje na vytvoření asymetrického hydrogelu, který kombinuje elektrickou vodivost, biokompatibilitu, mechanické vlastnosti a schopnost adhezivně/ne-adhezivně interagovat s lidskými tkáněmi.

1. Splnění požadavků zadání
Předložená bakalářská práce plně splňuje všechny body zadání. Autor vypracoval rešerši v oblasti Janusových hydrogelů, navrhl a připravil asymetrický hydrogel na bázi polyvinylalkoholu (PVA) a kolagenu s přídavkem vodivé složky PEDOT:PSS. Připravené vzorky byly podrobeny komplexní charakterizaci a výsledky byly interpretovány v kontextu aktuální vědecké literatury.

2. Prezentační úroveň technické zprávy a její rozsah
Rozsah textové části od úvodu po závěr činí přibližně 53 stran, což je v souladu s doporučeným rozsahem. Teoretická část je vhodně zpracována; doporučila bych pouze doplnit více názorných schémat či chemických struktur látek použitých k syntéze. Janusovy hydrogely mohly být detailněji popsány z hlediska vlastností a aplikací. Výsledková část mohla být zpracována systematičtěji, aby lépe usnadňovala následné interpretace a zasazení výsledků do širších souvislostí, tj. od syntézy přes reologickou a strukturální charakterizaci a morfologii až po biologické a další testy. Doporučuji také zlepšit statistickou interpretaci dat a uvádět více detailů při experimentální práci (např. příprava výluhů, systém na měření vodivosti atd.). V experimentalní práci také zmiňujete práci s PVDF vlákny, které ale už ve výsledkové části dále nerozebíráte. Jinak oceňuji, že se autor nebojí diskutovat i negativní výsledky oproti očekáváním a navrhuje konkrétní kroky k jejich optimalizaci v budoucnu.

3. Formální úprava a jazyková úroveň
Formální úprava práce je na dobré úrovni, text je přehledně strukturován. Student transparentně uvádí využití umělé inteligence při jazykové a stylistické korektuře textu. Přesto se v práci stále vyskytuje řada gramatických chyb. Grafické přílohy by mohly být podrobněji popsány tak, aby čtenář nemusel jejich interpretaci hledat v hlavním textu.

4. Práce s literaturou
Seznam zdrojů obsahuje 46 citací, mezi nimiž převažují aktuální zahraniční vědecké články z prestižních časopisů. Citace v textu jsou prováděny korektně a autor na ně aktivně odkazuje i v diskusi při porovnávání vlastních zjištění s literaturou. Nicméně bych uvítala srovnání výsledků s více konkrétní literaturou zaměřenou na hybridní elektrovodivé hydrogely, například s využitím uhlíkových nanomateriálů, spíše než s hydrogely založenými na čistých vodivých polymerech pro bioelektroniku. V seznamu literatury se také nacházejí pouze čtyři práce zaměřené na Janusovy hydrogely, které mohly být detailněji rozebrány z hlediska vlastností a aplikací atd.

5. Odborná úroveň a využitelnost výsledků
Odborná úroveň práce je velmi dobrá. Student byl schopen pokrýt teoreticky, metodologicky a interpretačně interdisciplinární oblast, počínaje syntézou hyydrogelu až po charakterizační techniky včetně elektrochemické impedanční spektroskopie, reometrie, skenovací elektronové mikroskopie či biologie.  Výsledky potvrzují potenciál hydrogelu pro aplikace v tkáňovém inženýrství, zejména jako srdeční náplasti po infarktu myokardu či na hojení ran. Otázky k obhajobě:
  1. 1. V diskusi uvádíte, že naměřené hodnoty vodivosti jsou mnohem nižší než u nativní srdeční tkáně a porovnáváte je s vodivostí čistých vodivých polymerů, které jsou zase mnohonásobně vyšší. Můžete své hodnoty více srovnat s hybridnímu vodivými hydrogely na bázi např. uhlíkových nanomatriálů či jiných vodivých polymerů?
  2. 2. Můžete více diskutovat strukturu PEDOT:PSS (nanočástice vs. fibrily) a její interakci s hydrogelech, v souvislosti s vodivostí?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 79

Známka navržená oponentem: C

Důvod odložení zveřejnění

Zveřejnění této práce je odloženo v souladu s ustanovením § 47b zákona č. 111/1998 Sb. o vysokých školách a o změně a doplnění dalších zákonů (zákon o vysokých školách), ve znění pozdějších předpisů.

Téma bakalářské práce je součástí většího výzkumného projektu řešeného ve výzkumné skupině BioEngMat a výsledky naměřené v rámci experimentální části BP budou využity do vědecké publikace.

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová