Adhesive properties of the silk-mussel protein
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2022-06-13
Department
Major/Subject
Biomaterials Science
Mcode
Degree programme
Master’s Programme in Life Science Technologies
Language
en
Pages
35
Series
Abstract
There is a rising interest in the use of new adhesive materials in the field of tissue engineering, especially in working in wet environments. Silk protein is one of the natural polymers showing great potential in future applications of tissue engineering as a bioadhesive with high biocompatibility, great mechanical properties, and chemical and physical modifiability. The challenge is that most synthetic adhesives won’t work properly in wet environments. Wet-resistant adhesion proteins from marine mussels have the ability to form adhesive solid interactions with many different types of substrates in wet conditions. A key element for good adhesive properties has been suggested to be the high content of 3,4-dihydroxyphenyl-L-alanine (DOPA). Combining mechanical properties from silk protein with the wet adhesion of mussel foot protein could create great bioadhesives for medical applications. The aim of this thesis was to investigate the adhesive properties of the silk-like fusion protein with the aid of mussel foot protein and DOPA modification. The hypothesis was that mussel foot protein and DOPA modification enhance the adhesive properties of the silk protein. Escherichia coli (E.coli) was used to produce protein constructs SC2-ADF3-SC2, SMT3-mfp1-ST, and SMT3-mfp1-ST-DOPA. Adhesive properties were then tested on acrylic (poly(methyl methacrylate)), aluminum, and glass slides, and adhesive strength was tested with lap shear tests. The results were promising showing a higher increase in adhesive strength with samples including DOPA. The results followed the hypothesis but the limited amount of successful tests prevents full acceptance of the hypothesis. Consequently, further conclusions must be drawn with this in mind.Kiinnostus uusien liimamateriaalien käyttöön kudostekniikassa on kasvussa, ja erityisesti toimimisessa kosteissa ympäristöissä. Silkkiproteiini on yksi luonnollisista polymeereistä, jolla on suuri potentiaali tulevaisuuden kudostekniikan sovelluksissa bioadhesiivina, koska sillä on korkea bioyhteensopivuus, erinomaiset mekaaniset ominaisuudet sekä se on helposti kemiallisesti ja fyysisesti muokattavissa. Haasteena on, että tällä hetkellä synteettiset liimat eivät toimi kunnolla märissä ympäristöissä. Merisimpukat pystyvät proteiiniensa avulla tekemään kosteudenkestäviä liimauksia monien erityyppisten materiaalien pinnoille. Hyvien tarttuvuusominaisuuksien avaintekijäksi on ehdotettu korkeaa 3,4-dihydroksifenyyli-L-alaniinin (DOPA) pitoisuutta. Silkkiproteiinin mekaanisten ominaisuuksien yhdistäminen simpukanjalkaproteiinin märkäadheesion ominaisuuden kanssa voisi luoda hyviä bioliimoja lääketieteellisiä sovelluksia varten. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia silkkifuusioproteiinin tarttuvuusominaisuuksia simpukanjalkaproteiinin ja DOPA-modifioinnin avulla. Hypoteesi oli, että simpukan jalkaproteiini ja DOPA-modifikaatio parantavat silkkiproteiinin tarttuvuusominaisuuksia. Escherichia coli:a (E.coli) käytettiin proteiinikonstruktioiden SC2-ADF3-SC2, SMT3-mfp1-ST ja SMT3-mfp1-ST-DOPA tuottamiseen. Tämän jälkeen tartuntaominaisuuksia testattiin akryylillä (poly(metyylimetakrylaatti)), alumiinilla ja lasilevyillä, ja tartuntavoima testattiin leikkauslujuuskokeilla. Tulokset olivat lupaavia, ja tulokset osoittivat suurempaa nousua tartuntavoimassa näytteillä, jotka sisälsivät DOPA:a. Tulokset noudattivat hypoteesia, mutta onnistuneiden testien rajallinen määrä estää hypoteesin täyden hyväksymisen. Tästä johtuen, suuremmat johtopäätökset on tehtävä tämä huomioiden.Description
Supervisor
Linder, MarkusThesis advisor
Yin, YinKeywords
silk protein, mussel foot protein, DOPA, adhesive, lap shear test