@phdthesis{Roesch2006,
  author    = {R{\"o}sch, Philipp A.},
  title     = {Einfluss von Aminos{\"a}uren und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calcium-Phosphat-Zementen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18413},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Aminos{\"a}uren (AS) und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calciumphosphat-Zement in Hinblick auf ihre klinische Verwendbarkeit zu untersuchen. Im Rahmen der Arbeit wurden ein zweikomponentiger Zement bestehend aus Tetracalciumphosphat (TTCP) und Calciumhydrogenphosphat (Monetit, DCPA), sowie zwei einkomponentige Zemente aus mechanisch aktiviertem alpha-Tricalciumphosphat (alpha-TCP) bzw. beta-Tricalciumphosphat (beta-TCP) verwendet. Die Zemente wurden mit verschiedenen Aminos{\"a}uren und Proteinen durch Zusatz zur fl{\"u}ssigen Zementphase modifiziert. Untersuchte Qualit{\"a}tsparameter waren die Abbindezeit nach Gillmore, die mechanische Stabilit{\"a}t sowie die Phasenzusammensetzung nach Aush{\"a}rtung und {\"A}nderungen der Oberfl{\"a}chenladung und des pH-Werts der Zementpartikel nach Modifikation. Die Abbindezeit wurde mittels der Gillmor-Nadel-Methode untersucht. Hierbei zeigten sich teilweise deutlich verl{\"a}ngerte Abbindephasen wie z.B mit Arginin (ST = 18 min) auf das Vierfache des Zementnormwertes. Eine Abh{\"a}ngigkeit der Abbindezeit von der Konzentration konnte nur f{\"u}r TTCP-DCPA-Zement mit Proteinen nachgewiesen werden. Untersuchungen der Partikelladung der Zementbestandteile {\"u}ber das Zeta-Potential ergaben f{\"u}r Arginin in Verbindung mit allen Zementen die h{\"o}chsten Potentiale von bis zu -35,1 ± 1,1 mV, was {\"u}ber die verst{\"a}rkten Abstoßungskr{\"a}fte der CPC-Partikel die Verl{\"a}ngerung der Abbindezeiten erkl{\"a}rt. Die Bestimmung der pH-Werte der suspendierten Zementpartikel in Aminos{\"a}urel{\"o}sungen ergab f{\"u}r alle Proben basischere pH-Werte als die jeweiligen isoelektrischen Punkte der Aminos{\"a}uren. Dies bedingt, dass alle Verbindungen in deprotonierter Form vorliegen. Die Ermittlung der Druck- und Zugfestigkeit der Zemente erfolgte im standardisierten Verfahren nach Verdichtung der Zementpaste. Die Druckfestigkeit (CS) der unmodifizierten Zemente lag bei 64,1 ± 3,0 MPa (alpha-TCP), 51,8 ± 4,1 MPa (beta-TCP) und 83 ± 10 MPa (TTCP-DCPA). Es zeigte sich, dass Albumin und Fibrinogen zu einer Verringerung der Zementstabilit{\"a}t f{\"u}hren. Die Zugabe von Aminos{\"a}uren zu alpha-und beta-TCP Zementen erbrachte gleichbleibende bzw. verringerte Festigkeiten. Bei TTCP-DCPA-Zement verursachte die Modifikation mit einigen Aminos{\"a}uren h{\"o}here Festigkeiten bis 133,4 ± 4,2 MPa (CS) durch 20\% Glycin Zusatz, erkl{\"a}rbar durch eine h{\"o}here Dichte und damit geringere Porosit{\"a}t der Zementmatrix. Rasterlektronenmikroskopische Untersuchungen der TTCP-DCPA-Zementtextur zeigten zus{\"a}tzlich eine Ver{\"a}nderung des mikrostrukuturellen Aufbaus der Zementmatrix. Durch infrarotspektrometrische Untersuchung der abgebundenen Zemente konnte gezeigte werden, dass alle Aminos{\"a}uren als chemisch nicht gebundene Additive in der Zementmatrix vorliegen und sich mit Wasser auswaschen lassen. Eine Umsetzung der Zementreaktanden zu nanokristallinem Hydroxylapatit konnte durch die r{\"o}ntgendiffraktometrische Untersuchung f{\"u}r alle Formulierungen gezeigt werden. Die Verbesserungen der Zementeigenschaften einiger Proben sind im Bezug auf den klinischen Einsatz interessant, da sich so die Indikationsbreite der verst{\"a}rkten CPC erweitern ließe, beispielsweise auf gering kraft-belastete Defekte im Bereich der oberen Extremit{\"a}ten oder der Halswirbels{\"a}ule. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen m{\"u}ssten sich vor allem mit dem Mechanismus der beobachteten Zementverst{\"a}rkung besch{\"a}ftigen. Hierf{\"u}r m{\"u}ssten oberfl{\"a}chensensitive Verfahren zur Charakterisierung der Wechselwirkung von Zementpartikel und Aminos{\"a}ure, beispielsweise Festk{\"o}rper -NMR, zum Einsatz kommen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meier2005,
  author    = {Meier, Claudia},
  title     = {Untersuchungen von Einschlusskomplexen aus Cyclodextrinen mit Aminos{\"a}uren und Dipeptiden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14149},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die Cyclodextrin-modifizierte Kapillarelektrophorese (CE) ist eine wichtige chirale analytische Technik geworden, die zur HPLC und zur Gaschromatographie komplement{\"a}r ist und sich deshalb f{\"u}r die Analyse der Abbauprodukte von Aspartam gut eignet. Ausgehend von diesen Abbauprodukten wurden im Arbeitskreis Scriba an der Universit{\"a}t Jena systematische Studien {\"u}ber die Trennung von Enantiomeren verschiedener Dipeptide mit einer Vielzahl von nativen und derivatisierten Cyclodextrinen bei verschiedenen pH-Werten durchgef{\"u}hrt. Bei der Trennung der Enantiomere von z. B. Ala-Phe oder Ala-Tyr mit beta-Cyclodextrin wurde eine Umkehr der Migrationsreihenfolge bei Erh{\"o}hung des Puffer-pH-Werts von 2,5 auf 3,5 festgestellt. Mit Heptakis-(6-sulfato)-beta-cyclodextrin (HS-beta-CD), Heptakis-(2,3-O-diacetyl)-beta-cyclodextrin (Diac-beta-CD) und Heptakis-(2,3-diacetyl-6-sulfato)-beta-cyclodextrin (HDAS-beta-CD) wurde diese Umkehr der Migrationsreihenfolge nicht beobachtet. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, den Mechanismus der Wechselwirkungen zwischen Cyclodextrinen und Aminos{\"a}uren bzw. Dipeptiden gr{\"u}ndlich und umfassend zu untersuchen. Dabei ging es v. a. um die Untersuchung der Mechanismen der chiralen Erkennung durch Cyclodextrine, die mit Hilfe von verschiedensten Analysenmethoden, vor allem potentiometrische Titrationen und spektroskopische Methoden, wie der NMR-, UV- und CD-Spektroskopie durchgef{\"u}hrt werden sollten. Damit sollte auch die beobachtete Umkehr der Migrationsreihenfolge bei Erh{\"o}hung des pH-Wertes des Laufpuffers in der CE erkl{\"a}rt werden. Die potentiometrische Titrationsmethode lieferte sinnvolle Bindungskonstanten f{\"u}r Cyclodextrin-Einschlusskomplexe mit Aminos{\"a}uren. Eine Analyse der Struktur-Aktivit{\"a}tsbeziehungen f{\"u}r Aminos{\"a}uren und Cyclodextrine ergab, dass ein gewisses Volumen der Aminos{\"a}ure-Seitenkette und damit ein gutes Ausf{\"u}llen der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t n{\"o}tig ist, um den vollen Nutzen aus den hydrophoben Wechselwirkungen zwischen der Aminos{\"a}ure-Seitenkette und der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t zu ziehen. Eine Verl{\"a}ngerung des hydrophilen Restes, der aus der Kavit{\"a}t herausragt, wie bei den untersuchten Dipeptiden Ala-Phe und Ala-Tyr der Fall, f{\"u}hrt zu der M{\"o}glichkeit der Ausbildung von Wasserstoff-Br{\"u}cken mit den Hydroxylgruppen am breiteren Rand der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t und damit zu einer st{\"a}rkeren Bindung an das Cyclodextrin. Um den chiralen Erkennungsprozess von beta-CD und einigen seiner Derivate, n{\"a}mlich HS-beta-CD, Diac-beta-CD und HDAS-beta-CD, zu verstehen, wurden NMR-Experimente durchgef{\"u}hrt, und zwar wurden „durch Komplexbildung induzierte Verschiebungen der chemischen Verschiebungen" (complexation induced chemical shifts, CICS) gemessen und mittels ROESY-Experimenten die Komplexgeometrie untersucht. Betrachtet man die CICS, die f{\"u}r die Paare Diac-beta-CD/Ala-Phe, HDAS-beta-CD/Ala-Phe, Diac-beta-CD/Ala-Tyr und HDAS-beta-CD/Ala-Tyr auftreten, dann zeigt sich, dass sie relativ klein sind und demnach auf eine eher schwache Wechselwirkung des jeweiligen Gastmolek{\"u}ls mit dem Wirt hindeuten. Die CICS f{\"u}r beta-CD- und HS-beta-CD-Dipeptid-Komplexe best{\"a}tigten einen Einschluss des aromatischen Restes in die Cyclodextrin-Kavit{\"a}t. Es konnte gezeigt werden, dass bei pH 2.5 das DD-Enantiomer von Ala-Tyr tiefer in die Kavit{\"a}t von beta-CD eintaucht als das LL-Enantiomer. Außerdem ist bei pH 3.5 die Eintauchtiefe in die Kavit{\"a}t geringer als bei pH 2.5, was durch die Ergebnisse der ROESY-Experimente best{\"a}tigt werden konnte. Um einen besseren Einblick in die Bindungsmodi der Enantiomere von Ala-Phe und Ala-Tyr mit beta-CD bei unterschiedlichen pH-Werten zu erhalten, wurden Molek{\"u}ldynamik-(MD-)-Simulationen durchgef{\"u}hrt. Die Simulationen wurden mit jedem Enantiomer von Ala-Phe und Ala-Tyr in jedem m{\"o}glichen Protonierungszustand durchgef{\"u}hrt, d. h. Kation, Zwitterion und Anion. Zum ersten Mal wurden MD-Simulationen f{\"u}r eine gr{\"o}ßere Serie von unterschiedlichen Komplexen von Enantiomeren in verschiedenen Protonierungszust{\"a}nden systematisch {\"u}ber den langen Zeitraum von 1 ns (=1000 ps) ausgef{\"u}hrt. Die Eintauchtiefe der untersuchten Dipeptide wurde mit Hilfe einer in die Cyclodextrin-Kavit{\"a}t eingepassten Ebene berechnet. Auf diese Weise konnten Informationen {\"u}ber das unterschiedliche Einschlussverhalten der untersuchten Dipeptide erhalten werden. Die angewendete Methode l{\"a}sst sich leicht auf andere Wirt-Gast-Komplexe {\"u}bertragen und erleichtert die Datenerfassung auch in anderen F{\"a}llen. Es konnte gezeigt werden, dass bei pH 2.5 das DD-Enantiomer von Ala-Phe tiefer in die Kavit{\"a}t von beta-Cyclodextrin eintaucht als das LL-Enantiomer, wohingegen bei pH 3.5 der umgekehrte Fall vorliegt. Betrachtet man das Dipeptid Ala-Tyr, dann dringt bei pH 2.5 das DD-Enantiomer tiefer ein, wohingegen keine klare Aussage {\"u}ber das Eindringverhalten der Enantiomere bei pH 3.5 gemacht werden kann. Die CICS und die Ergebnisse der Kapillarelektrophorese weisen jedoch auf ein tieferes Eindringen des LL-Enantiomers hin.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}