Application of a method for the determination of titanium in biological material in relation to the problem of corrosion in implants and its effect on the human organism

Niniejsza praca dotyczy oznaczania tytanu w próbkach pobranych od pacjentów przygotowywanych do wszczepienia implantu lub już go posiadających. Idea opracowania metody oznaczania tytanu powstała w konsekwencji analizy doniesień literaturowych sugerujących, że pewne ilości tego analitu mogą uwalniać się do tkanek przylegających do implantu oraz migrować ogólnoustrojowo. Proponowana metoda opiera się na dwóch etapach analizy. Pierwszy z nich obejmuje przygotowanie próbki od pobrania materiału do mineralizacji próbek „na mokro” wspomaganej energią mikrofalową. Drugi etap polega na zastosowaniu techniki atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją w piecu grafitowym (GFAAS) w celu oznaczenia tytanu. Opisane w pracy badania miały kilka celów badawczych: zoptymalizowanie warunków mineralizacji materiału biologicznego, wyznaczenie parametrów walidacyjnych w procesie rewalidacji metody oraz określenie poziomów tytanu w dostarczonych próbkach. Warunki procesu rozkładu zostały pomyślnie zoptymalizowane. Parametry wyznaczone podczas rewalidacji pokrywają się z wartościami wyznaczonymi wcześniej. Zawartość tytanu we krwi i surowicy uzyskana na pierwszym etapie badań klinicznych była poniżej granicy wykrywalności techniki GFAAS, natomiast dodatnią wartość tytanu uzyskano w tkankach miękkich. Następnie dokonano interpretacji danych. Wyniki pokrywają się z zakresami ujętymi w literaturze.

This thesis concerns the determination of titanium in samples collected from patients who are candidates to implant placement or already have it. The idea of creating method for the determination of titanium was established as a result of the analysis of reports suggesting that certain amounts of titanium can be released into the tissues adjacent to the implant and migrate systemically. Proposed method is based on two stages of analysis. The first involves the preparation of sample, from collecting the material to the microwave-assisted acid digestion of the samples. The second step is to use a graphite furnace atomic absorption spectrometry technique (GFAAS) for the determination of titanium. Described research had several goals: the optimization of the conditions of biological material digestion, the establishment of validation parameters in the method revalidation process and determination of titanium in clinical samples. The decomposition conditions have been successfully optimized. The parameters obtained during revalidation are in good agreement with the values previously reported. The titanium content in the blood and serum attained in the first phase of clinical trials was below the detection limit of GFAAS technique, however, positive value of titanium was obtained in the soft tissues. Afterwards, the data were interpreted. Results agree with the ranges covered by literature.