Analogies play a well-noted role in innovative design. Analogical reasoning is central to the practices of design-by-analogy and bio-inspired design. In both, analogies are used to derive abstracted principles from prior examples to generate new design solutions. While numerous laboratory and classroom studies of analogy usage have been published, relatively few studies have systematically examined real-world design-by-analogy to describe its characteristics and impacts. To better teach design-by-analogy and develop support tools for engineers, specific insights are needed regarding, for example, what types of product advantages are gained through design-by-analogy and how different design process characteristics influence its outcomes. This research comprises two empirical product studies which investigate analogical inspiration in real-world design to inform the development of new analogy methods and tools. The first, an exploratory pilot study of 57 analogy-inspired products, introduces the product study method and applies several categorical variables to classify product examples. These variables measure aspects such as the composition of the design team, the driving approach to analogical reasoning, and the achieved benefits of using the analogy-inspired concept. The full scale study of 70 analogy-inspired products uses formal collection and screening methods and a refined set of classification variables to analyze examples. It adopts a cross-sectional approach, using statistical tests of association to detect relationships among variables. Combined, these surveys of real-world analogy-inspired innovation inform the development of analogy tools and provide a general account of distant analogy usage across engineering disciplines. The cross-sectional product study method demonstrated in this work introduces a valuable tool for investigating factors and impacts of real-world analogy usage in design.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polyesters composed of (R)-3-hydroxy-fatty acids. A variety of gram-positive as well as gram-negative bacteria and some archaea are able to produce these biopolymers as energy and carbon storage materials. In times of unbalanced growth, when carbon is available in excess but other nutrients are limited, PHA inclusions are formed. These granules are water-insoluble, stored intracellularly and can be maintained outside the cell as beads. The key enzyme for the formation of PHA inclusions is the PHA synthase PhaC, which catalyses the polymerization of (R)- 3-hydroxyacyl-CoA to PHA with the concomitant release of CoA. The PHA synthase from Ralstonia eutropha (currently Cupriavidus necator), which is covalently bound to the PHA granule surface, tolerates fusions to its N terminus without loss of activity. In this study it was investigated if it would also tolerate translational fusions to its C terminus. A specially designed linker was employed, aiming at maintaining the hydrophobic surroundings of the R. eutropha synthase C terminus to allow proper folding and activity. Two reporter proteins were tested as fusion partners, the maltose binding protein MalE and the green fluorescent protein GFP. As GFP is a hydrophobic protein itself, no additional linker between the PHA synthase and the reporter protein was necessary to produce PHA granules displaying the functional fusion protein on the surface. Principally, the PHA synthase PhaC tolerates translational fusions to its C terminus but the nature of the fusion partner influences the functionality. Recently, PHA granules have often been acknowledged as bio-beads. A one-step production allows the formation of functionalised beads without the need for further cross-linking to impart desired surface properties. PHA beads displaying a gold- or silica-binding peptide at the N terminus of PhaC were constructed and tested for their applicability. Additionally, these beads were able to bind IgG due to the ZZ domain of the IgG binding protein A, which was employed as a linker sequence. These functionalised beads can be used as molecular tools in bioimaging and biomedicine, combining organic core with inorganic-binding shell structures. In a different biomimetic approach, the display of ten lysine residues at the granule surface was achieved using the phasin protein PhaP as the anchoring matrix. Extensive work was performed in an attempt to also employ the synthase protein, but was unsuccessful. These positively charged bio-beads can be used for dispersion or crosslinking experiments as well as silica binding.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-21Bitstream added on 2014-06-13T19:16:55Z : No. of bitstreams: 1 freitasjunior_ac_me_araca.pdf: 5554830 bytes, checksum: 7d3f07c6ec984117e60fe8bcb23d5364 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As restaurações cerâmicas têm proporcionado resultados satisfatórios estética e biomecanicamente. Porém, a comparação dos dados sobre a distribuição das tensões nos casos de diferentes restaurações suportadas por dente ou por implante é inconclusiva. O objetivo desse estudo foi avaliar, através da análise de elementos finitos bidimensional, a distribuição interna das tensões nos materiais e estruturas de suporte em função de duas possibilidades restauradoras em cerâmica (faceta laminada e coroa total) e dois tipos de suportes (dente natural e implante). Foram confeccionados 8 (oito) modelos (M) no programa AutoCad 2006, variando o tipo de suporte e restauração: MA (controle) – representação do incisivo central maxilar, hígido, seccionado sagitalmente; MB1, MB2 e MB3 – semelhantes ao MA, restaurados com faceta laminada pelo sistema IPS Empress, IPS Empress Esthetic e Laminado Procera, respectivamente; MC1 e MC2 – semelhantes ao MA, com coroa total pelo sistema IPS Empress 2 (MC1) e Procera AllCeram (MC2); MD1 e MD2 – porção coronária semelhante ao MC1 e MC2, respectivamente, com a presença de um implante osseointegrado (Sistema Bränemark - 4,3 X 15,0 mm) e pilar em zircônia. Para análise numérica (Ansys 10.0), os modelos foram carregados (C) sob duas condições (50N): C1 - 45º de inclinação com o longo eixo dental, no terço médio da face palatina; C2 – perpendicular à borda incisal. Adicionalmente, uma terceira condição foi adotada para o MA: C3 – 50N na borda incisal paralelo ao longo eixo dental. Foram obtidas a tensão equivalente de von Mises (σvM) e a máxima tensão principal em tensão (σmax.t) e compressão (σmax.c). Observou-se que C3 proporcionou a menor variação de svM no dente e estruturas de suporte quando comparada à C1 e C2. / The ceramics restorations have provided excellent aesthetic and biomechanical clinical results. However, the data about the stress distribution in tooth and implant-supported restorations are inconclusive. Using two-dimensional finite element analysis, the purpose of this study was to evaluate the stress distribution in the materials and support structures based on two ceramics restorative possibilities (laminate veneer and ceramic crown) and two support structures (tooth and implant). 8 models (M) were built in the program AutoCAD 2006, varying the restorations and their support structures: MA (control) – an intact maxillary central incisor in sagittal cut; MB1, MB2 and MB3 – similar to MA, with laminate veneers of IPS Empress, IPS Empress Esthetic and Procera veneer, respectively; MC1 and MC2 – similar to MA, with a full crown of IPS Empress 2 (MC1) and Procera AllCeram (MC2); MD1 and MD2 – coronary portion similar to MC, with an osseointegrated implant (Bränemark System - 4.3 X 15.0 mm) and zircon abutment. To the numerical analysis (Ansys 10.0), the following loadings (L) were performed (50N): L1 - on the medium third of the lingual face, in 45º with the dental long axis; L2 – perpendicular to the incisal edge; L3 – 50N in the incisal edge parallel to the tooth long axis (only for the natural tooth). The von Mises equivalent stress (σvM) and maximum principal stress in tension (σmax.t) and compression (σmax.c) were obtained. It was observed that L3 provided the smallest variation of σvM in the tooth and support structures in comparison with L1 and L2. The beam3 elements used for the periodontal ligament modeling showed an appropriate behavior for parallel loading. In the MB and MC, the ceramics increased the σvM in the adhesive interface, mainly for Procera. In the models with implant, the IPS Empress2 showed higher σvM than that for Procera AllCeram.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3057605 bytes, checksum: 28d023a60720f2efcfba34ac8067319f (MD5) Previous issue date: 2013-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We describe here the synthesis and characterization of six compounds derived from Meldrum's acid inspired in the classic salens/salofens systems: four ligands (H2melen, H2Cy2melen, H2melophen, and H2Cy2melophen) and two Mn complexes [MnII(melophen)·1,7H2O and MnII(Cy2melophen)·1,7H2O]. Only H2melofen has been previously described. The ligands were synthesized via the reaction between a 5-methoxymethylene derivative of Meldrum's acid and the diamines ethylenediamine or o-phenylenediamine, resulting in the ligands melens or melofens, respectively, in moderate-to-high yields. The melens and melophens were characterized by 1H and 13C NMR, IR, and ESI-MS. UV-vis studies and thermal analysis (TG/DTA) of this class of compounds were reported here for the first time. Molar absorptivity (ε) for the absorption maxima in EtOH and DMSO were determined. TG/DTA studies were consistent with a two-step process: decomposition of the Meldrum ring (with loss of CO2 and ketone) yields likely a bis-ketene, which is then fully oxidized at high temperatures. The synthesis of new Schiff-base-type coordination compounds ,using Mn(OAc)2·4H2O as a source of Mn led to the isolation of MnII(melofen)·1,7H2O and MnII(Cy2melofen)·1,7H2O in 45% and 47% yield, respectively; all attempts to metallate the melens compounds were unsuccessful. The Mn-melophens proved insoluble in water and of low stability to acidic demetallation. Data of ESI-MS, TG/DTA, conductimetry, FT-IR and UV-vis spectroscopies, cyclic voltammetry and elemental analysis (%Mn) were used to characterize the MnII-melophens and are consistent with the isolation of Mn(II) complexes, in contrast with the Mn(III) complexes of MnIII-salophens. The metallation stabilized Meldrum´s ring thermally, but, once decompose began with loss of CO2 and ketone, the presence of manganese facilitated the combustion of the remaining organic matter. The effect of increasing the Mn(III)/Mn(II) reduction potential for the design of SOD mimics and cytochrome P450 models based on this new class of ligands is discussed. / Descreve-se aqui a síntese e caracterização de seis compostos derivados de ácido de Meldrum inspirados nos clássicos salens/salofens, sendo quatro ligantes (H2melen, H2Cy2melen, H2melofen e H2Cy2melofen) e dois complexos de Mn (MnII(melofen)·1,7H2O e MnII(Cy2melofen)·1,7H2O). Apenas o composto H2melofen não é inédito. Os ligantes foram sintetizados através da reação entre os derivados 5-metoximetilênico do ácido de Meldrum e diaminas etilenodiamina ou o-fenilenodiamina, resultando nos ligantes melens ou melofens, respectivamente, com bons rendimentos, melens (77% e 83%) e melofens (71% e 46%). Os melens e melofens foram caracterizados por RMN de 1H e 13C, IV, e ESI-MS. Estudos de UV-vis e de análise térmica (TG/DTA) dessa classe de compostos foram reportados pela primeira vez. Absortividades molares (ε) dos máximos de absorção em EtOH e DMSO foram determinadas. Os estudos de TG/DTA são consistentes com um processo em duas etapas: a decomposição do anel de Meldrum (com liberação de cetona e CO2) resulta, possivelmente na formação de um bis-ceteno, que é, em seguida, oxidado em elevadas temperaturas. A síntese de novos compostos de coordenação do tipo base de Schiff, usando Mn(OAc)2·4H2O como fonte de Mn, resultou nos complexos MnII(melofen)·1,7H2O e MnII(Cy2melofen)·1,7H2O em rendimentos de 45% e 47%, respectivamente; todas as tentativas de metalação dos melens foram sem sucesso. Os Mn-melophens mostraram-se insolúveis em água e de baixa estabilidade frente à desmetalação ácida. Os dados de ESI-MS, TG/DTA, condutimetria, espectroscopia (UV-vis e IV), voltametria cíclica e análise elementar (%Mn), foram usados na caracterização dos MnII-melofens e são consistentes com o isolamento de complexos de Mn(II), em contraste com os de Mn(III) dos MnIII-salofens. A metalação estabilizou termicamente o anel de Meldrum, mas, uma vez iniciada a decomposição daquele com a perda de CO2 e cetona, a presença do Mn facilitou a combustão da matéria orgânica restante. O efeito do aumento do potencial de redução Mn(III)/Mn(II) para o design de mímicos de SOD e de citocromos P450 à base dessa nova classe de ligantes é discutido.

La découverte de nouvelles entités naturelles est un processus particulièrement long et coûteux ; il faut donc réussir le plus tôt possible à détecter les composés connus dans les matrices étudiées, afin de ne pas les ré-isoler inutilement. C’est tout l’enjeu de l’annotation (c’est-à-dire l’identification partielle mais rapide de composés) et de la déréplication (autrement dit, l’application de l’annotation en vue d’écarter les molécules déjà connues du processus d’isolement).Grâce à sa sensibilité inégalée et à l’avènement de l’ère du « big data », la chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse tandem (CLHP-SM/SM) s’est imposée comme l’un des outils de référence dans cette démarche. En effet, son utilisation implique bien souvent le recours à des méthodes de traitement informatiques, comme le « molecular networking », de par la quantité considérable de données générées.La thèse se présente donc en deux parties : la première, portée sur l'extraction de nouveaux composés à partir d'une plante de la famille des Apocynaceae déjà très étudiée, Picralima nitida. La seconde propose une application des réseaux moléculaires à de la chimie biomimétique en mélanges, autour des alcaloïdes de type « 3-alkylpipéridines ». / The discovery of new natural products is a very long and expensive process ; it is therefore important to detect previously known compounds in the studied matrices, to avoid an useless second isolation. This is the aim of annotation (partial but quick identification of compounds) and of dereplication (application of annotation to avoid reisolation).Thanks to its unequaled sensibility and to the "big data" era, the high performance liquid chromatography hyphenated to tandem mass spectrometry has become a reference technique in this field. Indeed, its use is generally implemented by informatic tools, as "molecular networking", because of the large amount of generated data.This thesis is divided into two parts : the first one deals with extraction of new compounds from a very well-known Apocynaceae plant, Picralima nitida. The second one is about the application of "molecular networking" to biomimetic chemistry in mixtures, especially about "3-alkylpiperidines" alkaloids.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit Wachstum und Aufbau von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten. Diese Aggregate werden im sogenannten Doppeldiffusionsversuch biomimetisch erzeugt und ihre äußere Form bzw. Formentwicklung lässt sich anhand eines fraktalen Modells bis ins Detail nachvollziehen. Sie zeigen einen komplexen inneren Aufbau, in dem die Makromoleküle der organischen Komponente einerseits im Zentrum jeder Nanoeinheit und andererseits zu Strängen, den sogenannten Fibrillen, zusammengelagert am Aufbau der Kompositaggregate beteiligt sind. Im Fall des Kompositkeims ist die innere Architektur in hoher Detailstufe verstanden, auch wenn -- insbesondere bezüglich der späteren Wachstumsphasen -- eine Reihe ungeklärter Fragestellungen verbleibt. Ein zentrales Ergebnis der vorliegenden Arbeit bildet die Entdeckung eines weiteren Wachstumstypen, der im Vergleich zu den bekannten, fraktalen Kompositaggregaten grundsätzliche Unterschiede bezüglich des inneren und äußeren Aufbaus zeigt. Der Grund für die andersartige Formentwicklung liegt in der Versteifung der organischen Komponente durch eine vorangegangene Einlagerung von Calciumionen, wie sowohl experimentell als auch mit atomistischen Computersimulationen gezeigt werden konnte. Aufgrund der hohen Komplexität des Systems ist es bislang allerdings nicht möglich, lokale Ionen-Konzentrationen und pH-Werte vor bzw. während Nukleation und Wachstum der Kompositaggregate im Doppeldiffusionsversuch zu bestimmen. Deshalb wurde ein Ersatzversuch -- der sehr ähnlich strukturierte Aggregate erzeugt, sich aber mit rechnerischen Methoden analysieren lässt -- entworfen und untersucht. Anhand dieser Ergebnisse konnte erstmals die "Geschichte" von Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregaten detailliert nachvollzogen werden. Da über die Rolle der Gelatine beim Wachstum der Kompositaggregate nur wenig bekannt ist, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, in denen Gelatinen mit verschiedenen Molekülmassenverteilungen eingesetzt wurden. Es stellte sich heraus, dass für selbstorganisiertes und insbesondere fraktales Wachstum der Kompositaggregate lange, möglichst wenig gestörte Makromoleküle von zentraler Wichtigkeit sind. Um die Funktion der organischen Komponente für das Kompositwachstum näher zu untersuchen, wurden Oberflächen von Kompositkeimen mit rasterkraftmikroskopischen Methoden studiert. Durch Säuberung der Oberflächen konnten Austrittsstellen der organischen Komponente durch die Oberfläche der Kompositkeime identifiziert werden. Damit konnte gezeigt werden, dass die organische Komponente aus dem Inneren des Festkörpers teilweise durch die Oberfläche dringt und somit während des Wachstums weit in das Gel hineinreichen sollte. Für die mesoskopische Strukturbildung der Kompositaggregate spielen intrinsische elektrische Felder eine essenzielle Rolle. Deshalb wurde bislang eine Wirkung externer elektrischer Felder auf das Wachstum der Kompositaggregate vermutet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde herausgearbeitet, dass es zwar zu keiner direkten Beeinflussung kommen kann, jedoch in den elektrodennahen Bereichen des Gels eine Ordnung der organischen Moleküle durch externe elektrische Felder zu erwarten ist. Dies könnte eine Wirkung auf wachsende Kompositaggregate zeigen. Da diese Effekte auch aufgrund der elektrischen Felder um die dipolaren Kompositaggregate zu erwarten sind, könnte eine ähnliche Strukturierung der Gelatine in der Nähe der wachsenden Kompositaggregate stattfinden. Insgesamt wurden in dieser Arbeit eine Reihe grundlegender Beiträge zur Erforschung der biomimetisch erzeugten Fluorapatit-Gelatine-Nanokompositaggregate geleistet. Es konnten neue Erkenntnisse zur inneren und äußeren Architektur der Kompositaggregate, zu Mechanismen der Morphogenese und deren wichtigsten Einflussgrößen sowie zum Verständnis der chemisch-physikalischen Vorgänge auf atomarer Größenskala gewonnen werden. Als besonders fruchtbar erwies sich die Verbindung von Experimenten mit theoretischen Untersuchungen, so dass dieser Weg auch in Zukunft grundlegende Erkenntnisse bei der Erforschung der Biomineralisation verspricht und weiterhin verfolgt werden sollte.

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Cette thèse vise principalement à décorer des phtalocyanines avec des groupes de reconnaissance supramoléculaires pour induire leur auto-assemblage pour la première fois avec ces chromophores robustes imitant les bactériochlorophylles chlorosomales naturelles. D’autre part, cette thèse est également dédiée à la méthodologie de synthèse des complexes à trois étages avec des lanthanides complexant des porphyrines et phtalocyanines encombrantes.La première partie présente quelques concepts de base et des exemples segéstifs dans la biomimétique et l’auto-assemblage moléculaire. Les auto-assemblages biomimétiques des bactériochlorophylle c, d, e ont été examinés suivie par la synthèse, la séparation des régioisomères des phtalocyanines et des cellules solaires construites avec des phtalocyanines. La deuxième partie présente des travaux originaux sur une série d'antennes pour la coolléction de la lumière, comme les acylphthalocyanines qui font d'auto-assemblage avec des groupes carbonyle comme motifs de reconnaissance, un atome de zinc central et diverses chaînes alkyle de solubilisation. Ces nouveaux composés pourraient s’auto-assembler de la même manière que les bactériochlorophylles naturelles. La troisième partie de cette thèse se concentre sur les propriétés électrochimiques et magnétiques de lanthanides-porphyrine-phtalocyanine complexes sandwich ‘’triple deckers’’ volumineux, synthétisés par une nouvelle méthode sous irradiation avec des micro-ondes. Le site initial de l'oxydation ou de réduction de ce type de molécules à trois étages a d'abord été attribué par la combinaison de la spectroélectrochimie de couche mince. / This thesis mainly aims to decorate phthalocyanines with supramolecular recognition groups for inducing their self-assembly for the first time with these robust chromophores mimicking the natural chlorosomal bacteriochlorophylls. Meanwhile, this thesis is also dedicated to the synthetic methodology of bulky lanthanide porphyrin phthalocyanine triple-decker complexes. The first part provides some basic concepts and some delicate examples in biomimetics and molecular self-assembly, then biomimetic bacteriochlorophyll c, d, e self-assembles were simply reviewed, followed by the introduction on the synthesis, regioisomer separation of phthalocyanines and phthalocyanine-sensitized solar cells. The second part presents a series of light-harvesting antennas, namely self-assembling acyphthalocyanines, with carbonyl groups as recognition motifs, a central zinc atom and various solubilizing alkyl chains, which could self-assemble in the same way as the natural bacteriochlorophylls. These assemblies were characterized by UV-Vis, Variable-temperature UV-Vis and 1H-NMR spectra. The third part of this thesis focuses on the electrochemical and magnetic properties of bulky lanthanide porphyrin phthalocyanine triple-decker complexes synthesized by microwave-mediated, therein, the initial site of oxidation/reduction on this type of triple-decker molecules was firstly assigned by combining the thin-layer spectroelectrochemistry and the assignments of the electronic absorption spectra. Furthermore, the different single-molecule magnet behaviors of the corresponding Tb and Dy triple-decker complexes were also studied.

Im Rahmen dieser Arbeit ist es durch die kombinierte Anwendung von P-31 Flüssigkeits (HR)- NMR-Spektroskopie sowie dynamischer Lichtstreuung (DLS) gelungen, die supramolekulare Struktur von mizellarem Casein aus ultrahocherhitzter (UHT) Milch unter dem Einfluss einer enzymatischen Vernetzung mittels mikrobieller Transglutaminase (mTG) zu charakterisieren. Die P-31 HR NMR-Spektroskopie erweist sich dabei als hervorragende Methode, um sowohl den Einbau von Casein aus dem Milchserum in die mizellaren Aggregate durch die enzymatische Reaktion als auch die bevorzugte mTG Vernetzung des beta-Caseins nachzuweisen. Durch die Kombination von P-31 HR NMR-Spektroskopie und Messungen der dynamischen Lichtstreuung war es weiterhin möglich, das Vorliegen vernetzter Caseinaggregate in Dispersionen mTG-behandelter Caseine zu belegen und besonders den Anteil an nicht vernetztem Casein „sichtbar“ zu machen, der durch EDTA-Zugabe aus den mTG-vernetzten Caseinnetzwerken freigesetzt wird. Es zeigt sich, dass die Caseinnetzwerke nach der EDTA-Behandlung eine geringere Proteindichte als mizellares Casein aufweisen, da sie nur ca. 20 % des Serinphosphats des mizellaren Caseins enthalten. P-31 Festkörper-NMR-spektroskopische Messungen legen außerdem nahe, dass die Beweglichkeit des phosphorylierten Ser149-Restes des kappa-Caseins in der äußeren Schicht der mizellaren Caseinaggregate durch die mTG-Behandlung nicht wesentlich verändert wird. Um die erhaltenen Caseinnetzwerke im Hinblick auf ihr Anwendungspotential zu untersuchen, wurden sie als Proteinkomponente bei der biomimetischen Calciumphosphatfällung sowie als Trägerstrukturen für bioaktives Lysozym verwendet. Durch den Einsatz von Caseinnetzwerken als Fällungsmedium während der Präzipitation von Calciumphosphat (CaP) ist es gelungen, eine hydratisierte, apatitische Phase zu stabilisieren, die sowohl ungeordnete als auch kristalline Bereiche enthält und damit strukturelle Ähnlichkeit zu biologisch und besonders biomimetisch gebildetem Apatit besitzt. Die in den Präzipitaten ebenfalls vorhandenen Phosphoratome in einer relativ ungeordneten OCP (Octacalciumphosphat)-ähnlichen Umgebung stehen höchstwahrscheinlich mit der apatitischen Phase in räumlich engem Kontakt und sind damit entweder Bestandteil dieser Phase oder befinden sich in einer getrennten Phase, die jedoch mit der apatitischen Phase in Form eines Nanokomposits mit sehr kleinen, eng benachbarten Kristalliten vorliegt. Bei der Fällung des Caseinnetzwerk/CaP-Präzipitats wird ebenfalls eine Dicalciumphosphat-Dihydrat (DCPD)-Phase gebildet. Diese ist separiert von den anderen CaP-Phasen und tritt in wesentlich geringerem Maße auf als in einem reinen CaP-Präzipitat, das ohne Proteinkomponente gefällt wurde. Damit konnte gezeigt werden, dass unter Bedingungen, bei denen ohne Proteinkomponente größtenteils DCPD entsteht, die Caseinnetzwerke eine apatitische Phase stabilisieren, die strukturelle Ähnlichkeit zu biologisch und biomimetisch gebildetem Apatit aufweist. Die qualitativ gleichen Ergebnisse konnten für vergleichsweise untersuchtes unvernetztes Casein gefunden werden. Die Caseinnetzwerke zeigen jedoch in Bezug auf die apatitische Phase einen stärkeren Stabilisierungseffekt als unvernetztes Casein. Es ist denkbar, dass dies unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass die Phosphatzentren in den Caseinnetzwerken im Gegensatz zu Casein frei von CaP-Brücken sind, da diese durch die EDTA-Behandlung entfernt wurden. Da die Caseinnetzwerke zudem eine geringere Proteindichte und damit eine höhere „Porosität“ als die mizellaren Caseinaggregate aufweisen, kann sich die apatitische Phase möglicherweise auch innerhalb der Netzwerke bilden, während dies für die mizellaren Caseinaggregate wahrscheinlich nur begrenzt möglich ist. In der vorliegenden Arbeit konnte ebenfalls gezeigt werden, dass sich Caseinnetzwerke grundsätzlich als Transportsysteme für Lysozym eignen, da sie eine hohe Stabilität aufweisen und erfolgreich mit Lysozym beladen werden können. Während die Assoziation von Lysozym mit mizellaren Caseinaggregaten, die aus UHT-Milch gewonnenen wurden, zu einem fast vollständigen Verlust der Lysozymaktivität führt, bleibt die Aktivität des Enzyms bei der Bindung an Caseinnetzwerke erhalten. Das Anwendungspotential der Caseinnetzwerk/Lysozym-Assoziate wurde im Rahmen von zahnmedizinischen Versuchen in vitro und in situ untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Caseinnetzwerk/Lysozym-Assoziate in vitro eine dauerhafte Immobilisierung des Lysozyms in der in situ gebildeten Pellikel bewirken. Eine deutliche Anreicherung des Enzyms in situ wird mithilfe der Caseinnetzwerke allerdings nicht beobachtet. Dies könnte darin begründet sein, dass die im Vergleich zu den in vitro vorgefundenen Verhältnissen deutlich komplexeren Bedingungen in situ zu einem selektiveren Anreicherungsprozess von Enzymen in der Pellikel führen.