Φασματοσκοπική μελέτη μοριακής δομής των οστών

Ντόβολου, Ιουλία; Ntovolou, Ioulia

dc.contributor.author	Ντόβολου, Ιουλία	el
dc.contributor.author	Ntovolou, Ioulia	en
dc.date.accessioned	2015-09-01T10:16:59Z
dc.date.available	2015-09-01T10:16:59Z
dc.date.issued	2015-09-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41146
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9759
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Φασματοσκοπία υπέρυθρου	el
dc.subject	FT-IR	en
dc.subject	Οστά	el
dc.subject	Κολλαγόνο	el
dc.subject	Ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης	el
dc.subject	Οστεοπόρωση	el
dc.subject	Bones	en
dc.subject	Collagen	en
dc.subject	SEM	en
dc.subject	Osteoporosis	en
dc.title	Φασματοσκοπική μελέτη μοριακής δομής των οστών	el
dc.title	Spectroscopic study of molecular bone structure	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοϋλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-09
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία γίνεται χρήση της υπέρυθρης φασματοσκοπίας με μετασχηματισμό Fourier (Fourier Transform Infrared, FT-IR), σε συνδυασμό με την ανάλυση με Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης (Scanning Electron Microscope, SEM), για τη μελέτη της επίδρασης παθολογικών καταστάσεων στην μοριακή δομή και μορφολογία των οστών. Για τον σκοπό αυτό, λήφθηκαν δείγματα οστών από ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ολική αρθροπλαστική των κατ’ ισχίων για την θεραπεία οστεοαρθρίτιδας και οι οποίοι δεν έφεραν άλλη μεταβολική ασθένεια και ενός ασθενούς που υποβλήθηκε σε χειρουργική αποκατάσταση παθολογικών καταγμάτων οστών με μεταστατικό καρκίνο και αρχική εστία το ήπαρ. Για την μελέτη της μοριακής δομής των οστών και των επικείμενων βλαβών μελετήθηκαν τα υπέρυθρα φάσματα ενός υγιούς οστού, ενός υγιούς οστού το οποίο ακτινοβολήθηκε με δόση ακτινοβολίας 2Gy προερχόμενη από πηγή γ-60Co Gammachamber 4000A, και ενός καρκινικού οστού. Από την μελέτη των υπέρυθρων φασμάτων, στην περιοχή του φάσματος από 4000-400cm-1, διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν σημαντικές μεταβολές στις εντάσεις και τις συχνότητες των ταινιών απορρόφησης τόσο στο φάσμα του ακτινοβολημένου υγιούς οστού, όσο και στου καρκινικού οστού ως προς το υγιές. Οι μεταβολές αποδόθηκαν στις βλάβες της μοριακής δομής των οστών οι οποίες συνδέονται με μεταβολή της τεταρτοταγούς και δευτεροταγούς δομής των κολλαγονούχων πρωτεϊνών, αλλά και της δομής του υδροξυαπατίτη των οστών. Παρατηρήθηκε επίσης ότι τα φάσματα του ακτινοβολημένου και του καρκινικού οστού είχαν αρκετές ομοιότητες στη μεταβολή των ταινιών του φάσματος σε σχέση με το φάσμα του υγιούς οστού, αποδεικνύοντας ότι οι ελεύθερες ρίζες που παράγονται κατά το οξειδωτικό στρες συμβάλλουν στην ανάπτυξη της ασθένειας. Για την επιβεβαίωση των παραπάνω αποτελεσμάτων τα δείγματα εξετάσθηκαν και μέσω των εικόνων που προέκυψαν από το SEM, στις οποίες έγινε φανερή η μείωση της οστικής μάζας. Αυτό έρχεται σε συμφωνία και με βιβλιογραφικά δεδομένα, όπου αναφέρεται ότι ο καρκίνος ενισχύει την οστεοπόρωση. Από την σειρά των πειραμάτων διαπιστώθηκε ότι η υπέρυθρη φασματοσκοπία είναι μία τεχνική μη καταστρεπτική και μπορεί να δώσει πληροφορίες σχετικά με την πορεία μιας ασθένειας και την επίδρασή της στον οργανισμό. Τέλος, το πλέον σημαντικό είναι ότι διαπιστώθηκε φασματοσκοπικά ότι η ανάπτυξη της ασθένειας, σε κάποιο από τα στάδια της, οφείλεται στον μηχανισμό ελευθέρων ριζών που παράγονται ενδογενώς στον οργανισμό.	el
heal.abstract	In the present study, FT-IR spectroscopy (Fourier Transform Infrared spectroscopy) in combination with Scanning Electron Microscopy (SEM) was used in order to study the effect of pathological conditions on the molecular structure and morphology of the bones. For this purpose, bone samples were obtained intra-operatively from head of patients undergoing osteoarthritic surgery and correction of the fractures due to cancer. The infrared spectra from irradiated and cancerous bones were compared with the corresponding spectrum of the healthy bone. The healthy was irradiated with a radiation dose of 2Gy, of γ-60Co Gammachamber 4000A. From the study of the infrared spectrum in the region of 4000-400cm-1, it was observed that there were significant changes in both spectrums of the cancerous and the irradiated bone samples. Specifically, these changes were caused by damage on the molecular structure of the bones. This damage included changes in both the quaternary and secondary structure of the collagenous proteins, as well as in the structure of the hydroxyapatite. It was also observed that the irradiated bone spectrum had many similarities with the cancerous bone spectrum, regarding the intensity changes of the characteristic bands of the normal bone spectrum. These changes lead to the suggestion that free radicals, which are produced during oxidative stress is a cause of the cancerous progression. In order to confirm these results the samples were also examined through images obtained by SEM, which showed an obvious reduction of the bone mass, in agreement with literature that cancerous induces osteoporosis. From the series of experiments that were conducted, it was established that FT-IR spectroscopy is a non-destructive method, which can provide significant information about the state of a disease and what effect it might have on the human body. Finally, the most important conclusion that was conducted from the FT-IR spectra analysis was that the evolution of the disease, at some of its stages, was caused by the presence of the free hydroxyl radicals which are produced endogenously in the body.	en
heal.advisorName	Κουή, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Κουή, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Καραγιάννη, Χάιδω	el
heal.committeeMemberName	Δημοτίκαλη, Δήμητρα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	76 σ.
heal.fullTextAvailability	true