Σύνθεση και διερεύνηση αντικαρκινικής δράσης χημικά τροποποιημένων νανοσωματιδίων TiO2

Καλιαμπάκου, Χριστίνα; Kaliampakou, Christina

dc.contributor.author	Καλιαμπάκου, Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Kaliampakou, Christina	en
dc.date.accessioned	2019-07-24T08:31:23Z
dc.date.available	2019-07-24T08:31:23Z
dc.date.issued	2019-07-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49136
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16630
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Τροποποίηση νανοσωματιδίων	el
dc.subject	Αντικαρκινική δράση	el
dc.subject	Διπλή	el
dc.subject	Διοξείδιο τιτανίου	el
dc.subject	Τιτάνιο	el
dc.subject	Titanium	en
dc.subject	Dioxide	el
dc.subject	Anticancer	el
dc.subject	Doping	el
dc.subject	Photocatalysis	el
dc.title	Σύνθεση και διερεύνηση αντικαρκινικής δράσης χημικά τροποποιημένων νανοσωματιδίων TiO2	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοϋλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-12
heal.abstract	Η επιστημονική κοινότητα προσεγγίζει την πολυπαραγοντική νεοπλασματική νόσο, ποικιλοτρόπως. Η εύρεση εναλλακτικών μορφών θεραπείας του καρκίνου είναι ζήτημα ανοιχτό και γεμάτο προκλήσεις. Η πιθανή θεραπευτική χρήση των νανοδομημένων υλικών σε κάποιες μορφές καρκίνου μελετάται διεξοδικά τα τελευταία χρόνια, με σκοπό να αντικατασταθούν οι συμβατικές θεραπείες και φυσικά να εκλείψουν οι ανεπιθύμητες παρενέργειες που τις συνοδεύουν. Πλήθος ερευνητικών εργασιών υποστηρίζουν ότι το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2), αυτό το πρότυπο φωτοκαταλυτικό νανοϋλικό, με το πλήθος των εφαρμογών, είναι πολλά υποσχόμενος αντικαρκινικός παράγοντας, μέσω της φωτοδυναμικής θεραπείας, που θα μπορούσε να είναι μια σύγχρονη και αποτελεσματική θεραπεία, αφού σχετίζεται με πρόκληση οξειδωτικού στρες και προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο. Είναι πολλές οι μελέτες που εστιάζουν στην τροποποίηση πολλών φυσικοχημικών παραμέτρων του διοξειδίου του τιτανίου, με σκοπό να ελέγξουν καλύτερα τα χαρακτηριστικά που φαίνεται να αυξάνουν τη φωτοκαταλυτική του απόδοση. Συχνά αυτό καθίσταται δυνατό, με τη χημική τροποποίηση. Πολλές από αυτές τις προσπάθειες φαίνεται να έχουν ενθαρρυντικά αποτελέσματα, όπως προκύπτει από πλήθος δημοσιευμένων ερευνητικών άρθρων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, στόχος είναι η σύνθεση διπλά τροποποιημένου διοξειδίου του τιτανίου με άργυρο και άζωτο, Ag/N/TiO2, ώστε να επιτευχθεί μικρότερο μέγεθος νανοσωματιδίων, με τη δυνατότητα να φωτο-ενεργοποιούνται στο ορατό τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και όχι μόνο στο υπεριώδες, που είναι εφικτό για το καθαρό διοξείδιο του τιτανίου, και που δεν ενδείκνυται για ιατρικούς σκοπούς, αφού δημιουργεί και το ίδιο προβλήματα που πρέπει να ληφθούν υπ’ όψιν. Τελικός σκοπός είναι η διερεύνηση της αντικαρκινικής δράσης των παραγόμενων νανοσωματιδίων. Έτσι πραγματοποιήθηκε η σύνθεση του Ag/N/TiO2 και ο χαρακτηρισμός του με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, με micro-Raman φασματοσκοπία και με περίθλαση ακτίνων Χ. Στη συνέχεια δοκιμάστηκε σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις, με και χωρίς φωτο-ενεργοποίηση με ορατή ακτινοβολία, σε καρκινικά επιθηλιακά κύτταρα μαστού, που καλλιεργούνται για τον σκοπό αυτό. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπάρχει αύξηση της τοξικότητας του διπλά τροποποιημένου διοξειδίου του τιτανίου με άργυρο και άζωτο, στα κύτταρα, καθώς αυξάνεται η συγκέντρωσή του. Δεν παρατηρήθηκε αξιοσημείωτη βελτίωση αυτής της ικανοποιητικής επίδρασης, μετά τη φωτο-ενεργοποίηση με ορατή ακτινοβολία. Η έρευνα αυτή θα μπορούσε να επεκταθεί αρχικά με τη διερεύνηση της πιθανής τροποποίησης της μεθόδου σύνθεσης ή παραμέτρων αυτής, όπως είναι η αλλαγή πρόδρομης ένωσης, ο έλεγχος της επίδρασης της περιεκτικότητας νιτρικού αργύρου (AgNO3), η αλλαγή της πηγής του φορέα τροποποίησης αζώτου (Ν), η μεταβολή της θερμικής διεργασίας. Σίγουρα θα μπορούσε να διερευνηθεί περαιτέρω η επίδραση του διπλά τροποποιημένου διοξειδίου του τιτανίου με άργυρο και άζωτο, στο βιολογικό σύστημα και η αντικαρκινική του δράση, με διερεύνηση μοριακών μηχανισμών. Επίσης θα μπορούσε να βελτιωθεί το πρωτόκολλο μετρήσεων μελέτης βιωσιμότητας, μέσω αλλαγής κάποιων παραγόντων όπως είναι η αύξηση του χρόνου ακτινοβόλησης των δειγμάτων, με σκοπό τη φωτο-ενεργοποίηση.	el
heal.abstract	The scientific community approaches the multivariate cancer disease in many ways. There are still aspects of the research field of alternative cancer treatments that remains to be discovered, focusing on the elimination of the undesirable consequences of the conventional treatment methods and shedding light on the possible therapeutic use of nanostructured materials. Recent studies demonstrate the photocatalytic properties of titanium dioxide (TiO2)-mediated toxicity, which seems to eradicate cancer cells, via the mechanism of oxidative stress, inducing apoptosis. TiO2 is considered as an ideal photocatalyst with the potential to be used in a variety of advanced applications. Among other it could be a promising anticancer agent, via its use on the photodynamic therapy. Many studies focus on the modification of some of the physical and chemical properties of TiO2 in order to control its photocatalytic efficiency. This can be achieved partly through chemical doping. The results are quite interesting, and this is demonstrated via the increased number of published research articles in this field. The aim of this study is the synthesis of co-doped nanoparticles of TiO2 with silver and nitrogen, Ag/N/TiO2, with satisfactorily small size with the potential to photo-induce anticancer effect, in the presence of visible light, in contrast to pure TiO2 which can be photo-activated only with UV light, which is proven to be dangerous for human tissues. For this reason, the development of Ag/N/TiO2 and the full characterization if it, was undergone with Scanning Electron Microscope (SEM), micro-Raman spectroscopy, and X rays diffraction method (XRD). Subsequently, different concentrations of Ag/N/TiO2 were tested on cultured breast cancer epithelial cells, in the presence of visible light. The primary results showed that there is remarkable increase of the toxicity of Ag/N/TiO2 as the concentration increases. There is no significant improvement of this effect after the photo-excitement of Ag/N/TiO2 with visible light. Our future perspectives include the optimization of synthesis method. This can be achieved by minor changes in the preparation process or changes in some important parameters, such as the use of another precursor and or other chemical compound as a source of dopant (N), regulation of the content of silver nitrate or other thermal process protocol. Furthermore from a biological point of view, it could be interesting to investigate the molecular mechanisms of cell death. Also it is important to optimize the methodology of the experimental procedure by increasing of time of photo-activation upon irradiation with visible light.	en
heal.advisorName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Σαρίμβεης, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Γενικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	155 σ.
heal.fullTextAvailability	true