8/10/2019 3. Degradarea enzimatica

1/4

1

JIANU MADALINA

GRUPA 1413 B

Scop Acesta lucrare practica descrie aspect legate de

biodegradabilitatea biomaterialelor, respectiv degradarea

enzimatica a gelatinei.Domeniul de

aplicatie

Se urmareste crearea unei viziuni de ansamblu asupra unormetode de sinteza, proprietati si aplicatii biomedicale

reprezentative ale hidrogelurilor. Se vor caracteriza hidrogeluri

pregatite in cadrul laboratorului de Biocompatibilitate, se vaevalua degradarea enzimatica a componentei proteice din

material.

1.

Consideratii teoretice

1.1. Materiale biodegradabileBiodegradabilitatea materialelor reprezinta o proprietate esentiala pentru anumite aplicatii

biomedicale. Materialele biodgradabile pot fi definite ca materiale care in urma unor

mecanisme se descompun in produsi imtermediari sau finali cu structuri mai putin

complexe care nu influenteaza in mod negativ mediul in care se degradeaza.

1.1.1. Mecanisme de biodegradare (selectiv).

a) Hidroliza materialelor.Degradarea prin hidroliza presupune difuzia initiala a apei

in interiorul materialelor (e.x. polimeri hidrofili) cu formarea de sisteme gonflate

care in cele din urma devin hidrosolubile si se dizolva odata cu absorbtia uneicantitati si mai mari de apa.Gonflarea materialelor depinde de hidrofilia materialelor,

interactiunile dintre componente, masa moleculara, pH, etc.

b) Degradarea enzimatica. Degradarea enzimatica presupune ruperea unor legaturi

chimice din structura materialelor (e.x. C-O, C-N, C-C) de catre anumite enzime,

specifice componentelor din materiale.Enzimele sunt proteine care catalizeaza reactiilechimice ale altor substante prin distrugerea sau alterarea structurii acestora.

1.1.2. Biomateriale biodegradabile.a) materiale polimerice pot fi polimeri sintetici (ex. poliglicolide, polilactide), polimeri

de origine naturala (ex. Colagen, chitosan, gelatina, alginat) sau combinatii ale acestora.b) materiale ceramicehidroxiapatita sinterizata, biosticla, etc.

Pentru aplicatii biomedicale un factor esential care trebuie avut in vedere atunci cand sunt

obtinute biomaterialele, este corelarea dintre viteza de degradare a acestora si viteza deregenerare a tesutului in care este implantat materialul.

1.2.1. Sisteme bicomponente gelatina-alginat.

8/10/2019 3. Degradarea enzimatica

2/4

2

Colagenaza provenita din Clostridium histolyticum este o ezima care rupe legaturile

peptidice din colagen si materialele derivate din acesta precum gelatina.

Degradarea enzimatica a gelatinei reprezinta un parametru important in caracterizarea

biomaterialelor care o contin si se determina cantitativ prin masurarea gradului de

degradare (GD, %)al substratului intr-o solutie de colagenaza. Determinarea GD serealizeaza prin metode gravimetrice. Metoda gravimetrica consta in determinarea maseide material degradata dupa diverse intervale de timp (mti) si raportarea acestei la masa

initiala a esantionului supus testului, inainte de inceperea experimentului (mo).

GD se calculeaza cu relatia:

GD, % = (momti )/mo*100 (1)

Tabelu l 1. Studiul de degradare enzimatica al h idrogelu ri lor in mediul de colagenaza.

Nr.

proba

Timp

incubare,

minute

Hidrogel

P1.Gelatina-

Alginat

(50%-50%)

P2.Gelatina-

Alginat

(70%-30%)

mti, g GDti, % mti, g GDti, %

1 0 0.0426 0 0.076 0

0.0288 0.0470

2 20 0.0843 -0.0125 0.0913 -0.0045

0.0764 0.0878

3 40 0.1012 -0.0174 0.1015 -0.0062

0.0949 0.0968

4 60 0.0887 -0.0128 0.0817 -0.0028

0.0832 0.0762

5 80 0.0868 -0.0140 0.0781 -0.0021

0.0822 0.0708

8/10/2019 3. Degradarea enzimatica

3/4

3

3.3. Analiza rezultatelor

Actiuni

Observati modificarea masei si volumului hidrogelului dupa imersarea insolutia de colagenaza.

Observati daca si ce se modifica odata cu degradarea componentei proteice

din materiale folosite in aceasta lucrare. Ce se intampla si de ce?

Estimati valorile GDtipentru toate materialele..

Notati in rapoarte orice observatii vi se par importante.

Concluzii pe baza experimentelor effectuate.

4. Incheierea experimentului

Actiuni

1 Inchideti pH-metru

2 Curatati sticlaria folosita

3 Aruncati esantioanele ramase conform indicatiilor profesorului.

5. Controlul calitatii si protectia muncii1. Toate operatiunile trebuie sa respecte normele de protectia muncii si siguranta in

laborator. 2. Curatati sticlaria.

6

100 0.0829 -0.0122 0.0594 0.00091

0.0738 0.0515

7 120 0.0742 -0.0091 0.0442 0.003

0.0598 0.0418

8/10/2019 3. Degradarea enzimatica

4/4

4