heal.abstract |
Ο σχεδιασμός νέων πορωδών υλικών και η ανάπτυξη προηγμένων βιοιατρικών συστημάτων έχουν ανοίξει το δρόμο σε προχωρημένες μορφές θεραπειών, όπου συμβατικά ή γονιδιακά φάρμακα εγκλείονται σε νανουλικά-μεταφορείς με σκοπό την ελεγχόμενη και στοχευμένη αποδέσμευση τους σε διάφορα σημεία του σώματος (π.χ. καρκινικοί όγκοι).
Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στην υπολογιστική θερμοδυναμική μελέτη των φαρμάκων Busulfan και 5-Fluorouracil εντός του προσφάτως συντεθέντος πορώδους Πολυμερούς Σύνταξης (coordination polymer), του Μέταλλο-οργανικού Πλαισίου (metalorganic framework) με τον κωδικό MIL100-(Fe) (Materials of Institute Lavoisier). Η εκπονηθείσα μελέτη αποσκοπεί στην προσομοίωση της θερμοδυναμικής ισορροπίας των φαρμάκων εντός του υλικού και σε συγκέντρωση νερού αντιστοιχούσα στην τιμή χημικού δυναμικού, μ(T,P), υπό συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας του ανθρώπινου οργανισμού όταν το σύστημα MIL100-(Fe) – φάρμακο – H2O ευρίσκεται σε ισορροπία με το περιβάλλον μέσο (αίμα).
Η υπολογιστική διαδικασία περιέλαβε: 1) χρήση της στοχαστικής μεθόδου προσομοίωσης Monte Carlo (MC) στο μεγάλο κανονικό στατιστικό σύνολο (μ,V,T) με σκοπό την εισαγωγή των μορίων νερού στον ψηφιακά ανακατασκευασμένο κρύσταλλο MIL100-(Fe), και 2) εφαρμογή μοριακής δυναμικής (MΔ) του όλου συστήματος MIL100-(Fe) – νερού – φαρμάκων, στο ισοβαρές-ισόθερμο στατιστικό σύνολο, προκειμένου να εξαχθούν διάφορες θερμοδυναμικές ιδιότητες του συστήματος από την επεξεργασία των τροχιών που παρήχθησαν. Βασικό μέρος της υπολογιστικής διαδικασίας απετέλεσε η ανάπτυξη πακέτου υπολογιστικών εργαλείων με σκοπό την αποδοτική εκτέλεση πολλαπλών κύκλων προσομοίωσης MC/MΔ, και την ομαλή διαχείριση του μεγάλου όγκου των αρχείων εισόδου/εξόδου των υπό μελέτη συστημάτων. |
el |