Doctoral Thesis

Atelocollagen processing, gelation and characterization

Final Thesis 4.67 MB Summary of Thesis 2.88 MB

Author of thesis: Ing. Lukáš Zubal, Ph.D.

Acad. year: 2017/2018

Supervisor: doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D.

Reviewers: Prof. Ing. Štěpán Podzimek, CSc., Prof. Claudio Migliaresi

Abstract:

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.

Keywords:

Soluble collagen, atelocollagen, Field Flow Fractionation, Multi Angle Light Scattering,
molar mass, radius of gyration, gelation, self-assembly

Date of defence

28.06.2018

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of 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.

Language of thesis

English

Faculty

Department

Středoevropský technologický institut

Study programme

Advanced Materials and Nanosciences (STIPMNK)

Field of study

Advanced Materials (PM)

Composition of Committee

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)

Supervisor’s report
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D.

viz.posudek v pdf.
File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 548,98 kB

Reviewer’s report
Prof. Ing. Štěpán Podzimek, CSc.

viz.posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 1,34 MB

Reviewer’s report
Prof. Claudio Migliaresi

viz.posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 76,82 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová