Melanin made by dopamine oxidation: thin films and interactions with polyelectrolyte multilayers

L'oxydation spontanée de la dopamine en solution légèrement basique a été étudiée sur la base de la publication de Lee [Science, 318:426-430, 2007], et le produit de la réaction a été identifié comme de la mélanine. La capacité de la mélanine de lier des groupements amines de façon covalente a été confirmée par la quantification des sites de liaison correspondants. En outre il est possible de rédisperser des agrégats de mélanine dans des solutions fortement basiques. Les grains de mélanine ainsi obtenus ont été utilisés pour construire des films multicouches avec le poly(diallyldimethyl ammonium) (PDADMA). Différentes méthodes d'oxydation de la dopamine pour former des films de mélanine à l'interface solide-liquide ont été développées. Toutes les méthodes mènent à la formation de films continus de mélanine ayant des morphologies de surface similaires. Elles deviennent imperméables à des sondes électrochimiques à partir d'une épaisseur de l'ordre de 10 nm. Une plus grande perméabilité à des sondes chargées positivement ou neutres qu'à des sondes négatives a été confirmée. L'adsorption de protéines à des revêtements de mélanine a été expliquée par une combinaison d'interactions électrostatiques et covalentes. Pour arriver à cette explication le potentiel zêta de dépôts de mélanine a été mesuré en fonction du pH. La formation de la mélanine dans des films multicouches de poly(L-lysine) (PLL) et de hyaluronate (HA) a été étudiée: la mélanine est capable de remplir des films (PLL-HA)n de manière homogène, et les composés ainsi obtenus peuvent être détachés de leurs substrats comme membranes autosupportées préparées par une méthode biomimétique sous conditions douces.The spontaneous oxidation of dopamine in slightly alkaline solutions was investigated on the basis of the work of Lee and others [Science, 318:426-430, 2007], and the reaction product was identified as dopamine-melanin. The ability of melanin to covalently bind amine functional groups was confirmed by quantification of the corresponding binding sites on dopamine-melanin aggregates. Furthermore it is possible to redissolve dopamine-melanin aggregates in strongly alkaline solutions. The obtained small melanin grains were used to build layer-by-layer deposits with poly(diallyldimethylammonium) (PDADMA). Different methods of dopamine oxidation to grow melanin films at solid-liquid interfaces were developed. All examined methods lead to continuous dopamine-melanin films with very similar surface morphologies. The dopamine-melanin films become impermeable to electrochemical probes at a thickness in the 10 nm range. In this context a higher permeability for positively charged and neutral probes than for negatively charged ones was confirmed for one preparation method. The adsorption of proteins on dopamine-melanin coatings was explained as combination of electrostatic and strong, most probably covalent, interactions. To obtain this explanation, the zeta-potential of dopamine-melanin deposits has been measured as a function of pH. The formation of melanin by dopamine oxidation in layer-by-layer films of poly(L-lysine) (PLL) and hyaluronate (HA) was studied: Melanin is able to homogeneously fill (PLL-HA)n films and the obtained polyelectrolyte-melanin composites can be detached from their substrate as free-standing membranes prepared by a biomimetic method in mild conditions

Mélanine produite par oxydation de la dopamine,films minces et interactions avec des multicouches de polyélectrolytes

L'oxydation spontanée de la dopamine en solution légèrement basique a été étudiée sur la base de la publication de Lee [Science, 318:426-430, 2007], et le produit de la réaction a été identifié comme de la mélanine. La capacité de la mélanine de lier desThe spontaneous oxidation of dopamine in slightly alkaline solutions was investigated on the basis of the work of Lee and others [Science, 318:426-430, 2007], and the reaction product was identified as dopamine-melanin. The ability of melanin to covalent

ToF-SIMS Investigations on Dental Implant Materials and Adsorbed Protein Films

95 pagesIn this work the two experimental dental implant materials FAT and FAW, made of fluoroapatite particles embedded in polymer matrices, and films of the proteins lysozyme, amylase and bovine serum albumin (BSA), adsorbed to the two dental implant materials, were investigated with time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and the multivariate data analysis technique discriminant principal component analysis (DPCA)

Mélanine produite par oxydation de la dopamine,films minces et interactions avec des multicouches de polyélectrolytes

L'oxydation spontanée de la dopamine en solution légèrement basique a été étudiée sur la base de la publication de Lee [Science, 318:426-430, 2007], et le produit de la réaction a été identifié comme de la mélanine. La capacité de la mélanine de lier des groupements amines de façon covalente a été confirmée par la quantification des sites de liaison correspondants. En outre il est possible de rédisperser des agrégats de mélanine dans des solutions fortement basiques. Les grains de mélanine ainsi obtenus ont été utilisés pour construire des films multicouches avec le poly(diallyldimethyl ammonium) (PDADMA). Différentes méthodes d'oxydation de la dopamine pour former des films de mélanine à l'interface solide-liquide ont été développées. Toutes les méthodes mènent à la formation de films continus de mélanine ayant des morphologies de surface similaires. Elles deviennent imperméables à des sondes électrochimiques à partir d'une épaisseur de l'ordre de 10 nm. Une plus grande perméabilité à des sondes chargées positivement ou neutres qu'à des sondes négatives a été confirmée. L'adsorption de protéines à des revêtements de mélanine a été expliquée par une combinaison d'interactions électrostatiques et covalentes. Pour arriver à cette explication le potentiel zêta de dépôts de mélanine a été mesuré en fonction du pH. La formation de la mélanine dans des films multicouches de poly(L-lysine) (PLL) et de hyaluronate (HA) a été étudiée: la mélanine est capable de remplir des films (PLL-HA)_n de manière homogène, et les composés ainsi obtenus peuvent être détachés de leurs substrats comme membranes autosupportées préparées par une méthode biomimétique sous conditions douces.The spontaneous oxidation of dopamine in slightly alkaline solutions was investigated on the basis of the work of Lee and others [Science, 318:426-430, 2007], and the reaction product was identified as dopamine-melanin. The ability of melanin to covalently bind amine functional groups was confirmed by quantification of the corresponding binding sites on dopamine-melanin aggregates. Furthermore it is possible to redissolve dopamine-melanin aggregates in strongly alkaline solutions. The obtained small melanin grains were used to build layer-by-layer deposits with poly(diallyldimethylammonium). Different methods of dopamine oxidation to grow melanin films at solid--liquid interfaces were developed. All examined methods lead to continuous dopamine-melanin films with very similar surface morphologies. The dopamine-melanin films become impermeable to electrochemical probes at a thickness in the 10 nm range. In this context a higher permeability for positively charged and neutral probes than for negatively charged ones was confirmed for one preparation method. The adsorption of proteins on dopamine-melanin coatings was explained as combination of electrostatic and strong, most probably covalent, interactions. To obtain this explanation, the zeta-potential of dopamine-melanin deposits has been measured as a function of pH. The formation of melanin by dopamine oxidation in layer-by-layer films of poly(L-lysine) (PLL) and hyaluronate (HA) was studied: Melanin is able to homogeneously fill (PLL-HA)_n films and the obtained polyelectrolyte-melanin composites can be detached from their substrate as fre-standing membranes prepared by a biomimetic method in mild conditions

Initial Bacterial Adhesion on Different Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Implant Surfaces in Vitro

Bacterial adhesion to implant biomaterials constitutes a virulence factor leading to biofilm formation, infection and treatment failure. The aim of this study was to examine the initial bacterial adhesion on different implant materials in vitro. Four implant biomaterials were incubated with Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus and Candida albicans for 2 h: 3 mol % yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal surface (B1a), B1a with zirconium oxide (ZrO2) coating (B2a), B1a with zirconia-based composite coating (B1b) and B1a with zirconia-based composite and ZrO2 coatings (B2b). Bovine enamel slabs (BES) served as control. The adherent microorganisms were quantified and visualized using scanning electron microscopy (SEM); DAPI and live/dead staining. The lowest bacterial count of E. faecalis was detected on BES and the highest on B1a. The fewest vital C. albicans strains (42.22%) were detected on B2a surfaces, while most E. faecalis and S. aureus strains (approximately 80%) were vital overall. Compared to BES; coated and uncoated zirconia substrata exhibited no anti-adhesive properties. Further improvement of the material surface characteristics is essential