Adsorpcija albumina na ß-trikalcijev fosfat

master's thesis

• Title (english): Albumin adsorption on ß-tricalcium phosphate
• Author: Monika Kovačević
• Mentor: Jelena Macan (mentor)
• Committee member: Jelena Macan (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Marica Ivanković (član povjerenstva)
• Committee member: Maja Dutour Sikirić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-23, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Chemistry

Abstract

Bolesti mišićno-koštanog sustava (lomovi, tumori i sl.) su među najučestalijim oboljenjima i pogađaju godišnje milijune ljudi širom svijeta. U njihovom liječenju se često koriste različiti implant-materijali, među kojima su, zbog sastava sličnog mineralnoj komponenti kostiju i zuba te izvrsne bioaktivnosti, najčešći kalcijevi fosfati. Kalcijevi fosfati koji se najviše koriste kao materijali za regeneraciju čvrstih tkiva su hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HA), β–trikalcijev fosfat (Ca3(PO4)2, β–TCP) i bifazni kalcijevi fosfati (HA/β–TCP). Prilikom ugradnje implant-materijala, na njihovu površinu se adsorbiraju proteini iz plazme, zbog čega se može promijeniti njihovo ponašanje in vivo. Ljudski serumski albumin (eng. Human Serum Albumin, HSA), najzastupljeniji protein u ljudskom tijelu, jedan je od tri proteina koji se gotovo odmah adsorbiraju na implant-materijal i time utječe na njegova svojstva. Ljudski serumski albumin i goveđi serumski albumin (eng. Bovine Serum Albumin, BSA) su homologni proteini sa strukturnom sličnošću od 76 %. BSA je najistraživaniji protein za proučavanje fizikalno-kemijskih svojstava i biološke funkcije proteina zbog lake dostupnosti i veterinarske prigodnosti. Cilj ovoga rada bio je istražiti adsorpciju BSA na β–trikalcijev fosfat pri pH = 7,4 i θ = 25 °C. Radi određivanja mehanizma adsorpcije, primijenjene su Langmuirova, Freundlichova i Temkinova izoterma. Eksperimentalni podaci pokazali su najbolje slaganje s Langmuirovim modelom, a kinetički model pseudo-drugog reda najbolje opisuje brzinu adsorpcije. Nastali talog analiziran je infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom, pretražnom elektronskom mikroskopijom i difrakcijom rendgenskih zraka na praškastom uzorku. Dobiveni rezultati ukazali su da albumin ne utječe na sastav i morfologiju čvrste faze.

Abstract (english)

Musculoskeletal diseases (bone fracture, bone tumors and others) are among the most common diseases and affect millions of people across the world every year. In their treatment, various implant-materials are often used, mostly calcium phosphates (CaP) due to their compositional similarities to the mineral component of bone and teeth and excellent bioactivity. The most frequently used calcium phosphates in bone repair are hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2, HA), β-tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2, β–TCP) and biphasic calcium phosphates (HA/β–TCP). When bioceramics are implanted, plasma proteins adsorb onto the implant surface and determine how they can be used in vivo. Human serum albumin (HSA), the most abundant protein in the human body, is one of three proteins that adsorb almost immediately onto the implant-material and affect its properties. Human serum albumin and bovine serum albumin (BSA) are homologous proteins with 76 % structural similarity. BSA is the most explored protein to study the physico-chemical properties and biological function of proteins, due to the veterinary conveniences and easier availability. The aim of this study was to investigate the adsorption of BSA onto β–tricalcium phosphate at pH = 7.4 and θ = 25 °C. Adsorption isotherms have been modelled using Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms and adsorption followed Langmuir isotherm model. From the results of various kinetic models, the adsorption kinetics were found to follow pseudo-second-order rate kinetic model. Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used for characterization of the precipitates. Obtained results show that albumin did not influence the composition and solid phase morfology.

• Keywords: adsorpcija; proteini; kalcijevi fosfati
• Keywords (english): adsorption; proteins; calcium phosphates
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:126568
• Project: Number: IP-2018-01-1493; Title: Mehanizmi nastajanja kalcijevih fosfata na anorganskim nanomaterijalima. Biomimetski put priprave multifunkcionalnih kompozita za regeneraciju čvrstih tkiva; Acronym: CaPBiomimNanocomp; Leader: Maja Dutour Sikirić; Jurisdiction: Croatia; Funder: HRZZ; Funding stream: IP
• Study programme: Title: Materials Science and Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2022-02-22 11:51:01