Zpracování, gelace a charakterizace atelokolagenu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstract
Předkládaná disertační práce se zabývá charakterizací, zpracováním a gelací rozpustného kolagenu. Literární rešerše shrnuje postavení kolagenu na trhu s transplantáty, jeho aplikace a jednotlivé typy kolagenu. Detailně jsou rozebrány jednotlivé metody charakterizace rozpustného kolagenu a způsoby jeho gelace. Experimentální část je rozdělena na dvě podkapitoly. První podkapitola experimentální části se zabývá rozpouštěním a gelací rozpustného kolagenu v natlakované CO2 atmosféře. Proti jiným podobným metodám, metoda pracuje na poměrně nízkém tlaku (do 0.9MPa) a je bezpečná z pohledu denaturace kolagenu neboť funguje za nízké teploty blízké 0°C. Tímto způsobem mohou být průhledné gely, obsahující velmi tenká vlákna kolagenu, vytvořeny mnohem rychleji než za použití konvenčních metod. Rychlost gelace a transparentnost dává konceptu potenciál v oblasti oftalmologie a měla by přinést podstatné výhody pro injektovatelné produkty, vytváření mikro kuliček a 3D tisk. Druhá část popisuje unikátní charakterizaci rozpustného kolagenu v nativním stavu pomocí metody průtokové frakcionace s víceúhlovým rozptylem světla (AF4-MALS). Získaná molekulová hmotnost (při nejvyšší detekované koncentraci) odpovídá předpovězené hmotnosti a nativní i denaturovaný kolagen lze snadno rozeznat v konformačním grafu. Tato nová metoda poskytuje konzistentní a stabilní výsledky ve srovnání s ostatními zavedenými metodami. Metoda může být použita pro optimalizaci kvality výtěžků během výroby rozpustného kolagenu, nebo pro citlivou detekci denaturace během zpracování kolagenu.
Proposed thesis deals with the characterization, processing and gelling of soluble collagen. A literature review summarizes position of collagen at the transplant market, explains its application and describes different types of collagen. Various methods of characterization of soluble collagen are analysed in detail and different ways of its gelation are thoroughly discussed. The experimental part is divided into two sections. The first section of experimental part deals with the dissolution and gelation of soluble collagen in pressurized CO2 atmosphere. Compared to the other similar methods, our method operates in a relatively low pressure (up to 0.9MPa) and and low temperatures (close to 0°C) that does not denature soluble collagen (works at low temperatures). This method can be used for fast formation of transparent gels containing very thin fibers. Speed of gelation and transparency of gels give a new potential to the concept of ophthalmology and should bring significant benefits to injectable products, creating microspheres and 3D printing. The second section describes the unique characterization of soluble collagen in native state by Asymmetric Flow Field Flow Fractionation - Multi Angle Light Scattering (AF4-MALS) method. The obtained molar mass perfectly fits the expected molar mass. Native and denatured collagen can readily be identified on the conformational graph. This new method provides stable and consistent results in comparison with other established methods. AF4-MALS method can be used either to optimize yields and purification during the production of soluble collagen or for sensitive detection of collagen denaturation during processing.
Proposed thesis deals with the characterization, processing and gelling of soluble collagen. A literature review summarizes position of collagen at the transplant market, explains its application and describes different types of collagen. Various methods of characterization of soluble collagen are analysed in detail and different ways of its gelation are thoroughly discussed. The experimental part is divided into two sections. The first section of experimental part deals with the dissolution and gelation of soluble collagen in pressurized CO2 atmosphere. Compared to the other similar methods, our method operates in a relatively low pressure (up to 0.9MPa) and and low temperatures (close to 0°C) that does not denature soluble collagen (works at low temperatures). This method can be used for fast formation of transparent gels containing very thin fibers. Speed of gelation and transparency of gels give a new potential to the concept of ophthalmology and should bring significant benefits to injectable products, creating microspheres and 3D printing. The second section describes the unique characterization of soluble collagen in native state by Asymmetric Flow Field Flow Fractionation - Multi Angle Light Scattering (AF4-MALS) method. The obtained molar mass perfectly fits the expected molar mass. Native and denatured collagen can readily be identified on the conformational graph. This new method provides stable and consistent results in comparison with other established methods. AF4-MALS method can be used either to optimize yields and purification during the production of soluble collagen or for sensitive detection of collagen denaturation during processing.
Description
Citation
ZUBAL, L. Zpracování, gelace a charakterizace atelokolagenu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Pokročilé materiály
Comittee
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Štěpán Podzimek,CSc. (člen)
prof. Claudio Migliaresi (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Jiří Tocháček, CSc. (člen)
prof. Ing. Martin Trunec, Dr. (člen)
Date of acceptance
2018-06-28
Defence
Cílem předložené práce je zpracování, rozpouštění a charakterizace nových hydrogelů z bovinního kolagenu pro medicínské aplikace. Doktorand zvolil pro řešení problému obvyklý postup počínající detailním studiem literárních poznatků a jejich uceleným souhrnem. Dále si vytyčil cíle, které mají být v disertaci splněny, a následně je řešil. Doktorand se pokusil o detailnější charakterizaci materiálu, který lze obecně považovat za obtížně
charakterizovatelný. Z tohoto pohledu lze považovat každý nový, byť dílčí, poznatek za cenný a doktorand tudíž bezesporu přispěl k rozvoji daného vědního oboru. V práci se ale objevilo několik nepřesností a sporných tvrzení, na které poukázal oponent práce. Některé otázky nebyly uspokojivě zodpovězeny, ale i přes to doktorand bezesporu prokázal schopnost samostatné vědecké práce jak teoretické tak i experimentální.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení