SurPASS Electrokinetic Analyzer for Solid Surface Analysis

Oberflächencharakterisierung von Biomaterialien
mit Hilfe des Zetapotenzials
Christine Körner, Bastian Arlt
Anton Paar Germany GmbH
Ostfildern, Deutschland
10. Thementage Grenz- und Oberflächen
2. September 2014
10. ThGOT 2014
Übersicht
Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Festkörperoberflächen
O – Sauerstoff
10. ThGOT 2014
H – Wasserstoff
C – Kohlenstoff
N – Stickstoff
Konzept des Zetapotenzials
=
Strömungspotenzial
Strömungsstrom
10. ThGOT 2014

-
Übersicht
Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Messgerät: SurPASS
SurPASS Electrokinetic Analyzer
for Solid Surface Analysis
zur Bestimmung des elektrokinetischen Potenzials,
auch bekannt als Zetapotenzial,
von makroskopischen Festkörperoberflächen
10. ThGOT 2014
Messgerät: SurPASS
Strömungspotenzial
Strömungsstrom
Zellwiderstand
Differenzdruck
Durchflussrate
RS 232
pH
Leitfähigkeit
Temperatur
10. ThGOT 2014
Messprinzip: Strömungspotenzial | Strömungsstrom
- - - - - - - - - - -
+ + + + + + + +
+ +
+ + + + + +
- - - - - - - - - - 10. ThGOT 2014
Messprinzip: Strömungspotenzial | Strömungsstrom
- - - - - - - - - - -
+ + + + + +
+ +
Fluid Flow
+ +
+ + + + + +
- - - - - - - - - - 10. ThGOT 2014
Messprinzip: Strömungspotenzial | Strömungsstrom
v
- - - - - - - - - - -
+ + +
+ + +
+
+
Fluid Flow
+
+
+ + +
+ + +
- - - - - - - - - - 10. ThGOT 2014
Messprinzip: Strömungspotenzial | Strömungsstrom
=
=
U | I………. Strömungspotenzial | Strömungsstrom
p …………. Druckdifferenz
 …………. Viskosität der Elektrolytlösung
10. ThGOT 2014
dI
dp
dU
dp



  0

  0
 x 0 ..….. Dielektrizitätskoeffizient
L/A ….…... Zellkonstante
B ….….…. elektrische Leitfähigkeit

L
A
 B
Übersicht
Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Biomaterial market size
Sources:
10. ThGOT 2014
Alcimed, Final Report – Biomat-IN 28/10/2011
Biomaterials by Products and Applications Market - Global Forecast to 2017, by: MarketsandMarkets, March 2013
Biomaterial sciences – an interdisciplinary field
10. ThGOT 2014
Übersicht
Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Oberflächenbehandlung von Polysulfon Membranen
Polysulfon (PSU)
Membrane werden
zur Dialyse
eingesetzt.
Daten zur Verfügung gestellt von Fresenius Medical Care
10. ThGOT 2014
Übersicht
Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Adsorption von Albumin auf Glas
10. ThGOT 2014
Adsorption von Albumin auf Titan
10. ThGOT 2014
Adsorption von Albumin auf Titan
10. ThGOT 2014
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Ladungsbildung an Oberflächen
Bestimmung des Zetapotenzials
Oberflächenbehandlung von Hämodialyse-Membranen
Wechselwirkung von Albumin mit Implantatoberflächen
Zusammenfassung
10. ThGOT 2014
Das Zetapotenzial gibt Information über…
… die Ladung von Festkörperoberflächen in Kontakt mit der
umgebenden Flüssigkeit
… den Erfolg von Oberflächenbehandlungen
… die Stabilität von Oberflächenmodifikationen
… das Adsorptionsverhalten von z.B. Proteinen auf
Implantatoberflächen
… die Eigenschaften der adsorbierten Schicht
10. ThGOT 2014