Μελέτη, μοντελοποίηση και πειραματική επαλήθευση των ιδιοτήτων μείγματος κουρκουμινών με σκοπό τη χρήση του στη φωτοδυναμική θεραπεία καρκίνου του μαστού

Παναγοπούλου, Παρασκευή; Panagopoulou, Paraskevi

dc.contributor.author	Παναγοπούλου, Παρασκευή	el
dc.contributor.author	Panagopoulou, Paraskevi	en
dc.date.accessioned	2020-03-10T10:44:41Z
dc.date.available	2020-03-10T10:44:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49929
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17627
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	Φωτοδυναμική θεραπεία	el
dc.subject	Φωτοευαισθητοποιητής	el
dc.subject	Φάσματα	el
dc.subject	Κουρκουμίνη	el
dc.subject	Φωτοφυσικές ιδιότητες	el
dc.subject	Photodynamic therapy	en
dc.subject	Spectra	en
dc.subject	Photosensitizers	en
dc.subject	Curcumin	en
dc.subject	Photophysical properties	el
dc.title	Μελέτη, μοντελοποίηση και πειραματική επαλήθευση των ιδιοτήτων μείγματος κουρκουμινών με σκοπό τη χρήση του στη φωτοδυναμική θεραπεία καρκίνου του μαστού	el
dc.title	Study,modeling and experimental verification of curcumin blend properties for use in photodynamic therapy of breast cancer	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοϊατρική	el
heal.classification	Biomedicine	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-25
heal.abstract	Η χρήση της φωτεινής ακτινοβολίας για την θεραπεία διαφόρων δερματικών παθήσεων όπως η ψωρίαση συναντάται από την αρχαιότητα μέχρι και σήμερα. Η φωτοδυναμική θεραπεία (PDT), συνδυάζοντας μία πηγή φωτός, μία φωτοευαίσθητη ουσία και οξυγόνο επάγει τοξικότητα στα καρκινικά κύτταρα. Αν και οι τρεις αυτοί παράγοντες δεν είναι τοξικοί από μόνοι τους, ο συνδυασμός τους οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο. Κατά την PDT χορηγείται στον ασθενή, συνήθως ενδοφλέβια, η φωτοευαίσθητη ουσία η οποία συσσωρεύεται επιλεκτικά στους καρκινικούς όγκους. Με την ακτινοβόληση του όγκου, σε κατάλληλο μήκος κύματος που αντιστοιχεί στη ζώνη απορρόφησης του, παρουσία οξυγόνου ενεργοποιείται μια σειρά από αντιδράσεις που οδηγούν στην παραγωγή ελευθέρων ριζών ή στη δημιουργία μονήρους οξυγόνου. Έτσι, τα καρκινικά κύτταρα θανατώνονται μέσω της τοξικότητας που επάγεται. Η PDT είναι μία πολλά υποσχόμενη μέθοδος, το μέλλον της οποίας είναι συνδεδεμένο με την διαρκή έρευνα. Παράγοντες όπως η επιλεκτικότητα συγκέντρωσης της φωτοευαίσθητης ουσίας, ο χρόνος αποβολής της από τον οργανισμό, οι φωτοφυσικές και φωτοχημικές της ιδιότητες, η ικανότητα της για παραγωγή ελευθέρων ριζών, καθορίζουν την αποτελεσματικότητα της PDT. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται μελέτη του μείγματος της κουρκουμίνης, η οποία εξάγεται από το φυτό turmeric (curcuma Longa), και των τριών συστατικών της (κουρκουμίνη I, κουρκουμίνη II, κουρκουμίνη III) για χρήση τους κατά την PDT ως φωτοευαισθητοποιητές. Κεντρικό στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η συγκριτική μελέτη του μείγματος των κουρκουμινών με τα συστατικά του με σκοπό τη διερεύνηση και βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας τους στη PDT. Ο στόχος αυτός περαιτέρω αναλύεται και εξειδικεύεται στους εξής επιμέρους στόχους: α. μελέτη φωτοφυσικών ιδιοτήτων και β. μελέτη αλληλεπίδρασης με κύτταρα. Αρχικά, πραγματοποιείται μελέτη των φωτοφυσικών ιδιοτήτων τόσο του μείγματος της κουρκουμίνης όσο και των συστατικών του. Πιο συγκεκριμένα, διεξάγονται φασματοσκοπικές μελέτες απορρόφησης και φθορισμού για διαφορετικές συγκεντρώσεις και διαλύτες. Αναπτύσσεται διάταξη ακτινοβόλησης, βασιζόμενη σε μπλε led, για τη φωτεινή ενεργοποίηση των κουρκουμινών και μελετάται η φωτοσταθερότητα και η ικανότητα παραγωγής ελευθέρων ριζών. Ακόμη, μελετάται ο χωρικός εντοπισμός των ουσιών σε καρκινικά κύτταρα μαστού (MDA-MB-231) καθώς και η τοξικότητα τους απουσία φωτός. Τέλος, αναπτύσσεται μαθηματικό μοντέλο πρόβλεψης της συμπεριφοράς του μείγματος των κουρκουμινών βασισμένο στη συμπεριφορά των συστατικών του. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν είναι ενθαρρυντικά για τη μελλοντική χρήση των συστατικών της κουρκουμίνης ως φωτοευαισθητοποιητές, καθώς παρουσιάζουν υψηλή και γρήγορη απορρόφηση, υψηλό φθορισμό και μεγάλη ικανότητα παραγωγής ελευθέρων ριζών.	el
heal.abstract	Light irradiation has already been used to treat various skin conditions, such as psoriasis, since antiquity. Photodynamic therapy (PDT), combining a light source, a photosensitive substance and oxygen induces toxicity to the cancer cells. Although all three of these factors are not individually toxic, their combined action leads to cell death. During PDT, photosensitizer is administrated to the patient, usually intravenously, and is selectively accumulated in the cancerous tumors. Tumor irradiation, at an appropriate wavelength corresponding to its absorption band, in the presence of oxygen, triggers a series of reactions that lead to the production of free radicals or to the formation of singlet oxygen. Thus, the cancer cells are killed by the induced toxicity. PDT is a promising method, the future of which is linked to ongoing research. Efficacy of PDT is determined by factors such as the selective accumulation of the photosensitive substance, its elimination time from cells and organisms, its photophysical and photochemical properties and its ability to produce free radicals. The present thesis focuses on the study of the mixture of curcumin extracted from turmeric plant (Longa curcuma) and its three components (curcumin I, curcumin II, curcumin III) for their use in PDT as photosensitizers. The main objective of this thesis is the comparative study of the mixture of curcumin with its constituents in order to investigate and optimize their effectiveness in PDT. This objective is further analyzed and specified in the following sub-objectives: a. study of photophysical properties of the photosensitizer and b. cell – photosensitizer interactions. Initially, the photophysical properties of both the curcumin mixture and its constituents are studied. In particular, absorption and fluorescence spectroscopic studies are performed for different concentrations and solvents. A blue-led based irradiation device is developed for curcumins light activation and their photostability and free radical production capacity are studied. Furthermore, the spatial localization of the substances in breast cancer cells (MDA-MB-231) and their toxicity in the absence of light are also being examined. Finally, a mathematical model for predicting the behavior of the curcumin mixture based on the behavior of its constituents is developed. The results are encouraging for the future use of curcumin components as photosensitizers, as they exhibit high and rapid absorption, high fluorescence and high free radical production capacity.	en
heal.advisorName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος
heal.advisorName	Αλεξανδράτου, Ελένη
heal.committeeMemberName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Ματσόπουλος, Γεώργιος
heal.committeeMemberName	Τσανάκας, Παναγιώτης
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρομαγνητικών Εφαρμογών Ηλεκτροοπτικής και Ηλεκτρονικών Υλικών. Εργαστήριο Βιοϊατρικής Οπτικής και Εφαρμοσμένης Βιοφυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	117 σ.
heal.fullTextAvailability	false