Σχεδιασμός, σύνθεση και χαρακτηρισμός πολυμερικών νανοσωματιδίων χιτοζάνης, με εγκλεισμό φθαλοκυανίνης χλωρο-αλουμινίου AlClPc, καθώς και αξιολόγηση της δράσης τους στη φωτοδυναμική θεραπεία καρκίνου.

Αλαγιάννης, Ιωάννης; Alagiannis, Ioannis

dc.contributor.author	Αλαγιάννης, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Alagiannis, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2025-01-09T12:55:13Z
dc.date.available	2025-01-09T12:55:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60680
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28376
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Μικροσυστήματα και Νανοδιατάξεις”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Φωτοδυναμική θεραπεία	el
dc.subject	Φθαλοκυανίνη χλωρο-αλουμινίου	el
dc.subject	Νανοσωματίδια χιτοζάνης	el
dc.subject	Καρκινικά κύτταρα	el
dc.subject	Ionic gelation	en
dc.title	Σχεδιασμός, σύνθεση και χαρακτηρισμός πολυμερικών νανοσωματιδίων χιτοζάνης, με εγκλεισμό φθαλοκυανίνης χλωρο-αλουμινίου AlClPc, καθώς και αξιολόγηση της δράσης τους στη φωτοδυναμική θεραπεία καρκίνου.	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Nanoscience-Nanomedicine	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-06
heal.abstract	Η φωτοδυναμική θεραπεία (Photodyanimic Therapy, PDT) αποτελεί μία καινοτόμα και πολλά υποσχόμενη θεραπεία κατά του καρκίνου, καθώς μπορεί να χαρακτηριστεί ως μία υψηλής επιλεκτικότητας, μη επεμβατική μέθοδο θεραπείας. Η PDT βασίζεται στη συνδυαστική δράση του φωτός, του οξυγόνου και μίας φωτοευαισθητοποιητίκής ουσίας, όπου συγκεκριμένα κατά τη δράση της ο φωτοευαισθητοποιητής εκτίθεται σε κατάλληλη ακτινοβολία (στο μέγιστο απορρόφησής του στα 600-850nm), παράγοντας έτσι δραστικά οξυγονούχα είδη (Reactive Oxygen Species, ROS), τα οποία είναι υπεύθυνα για την καταστροφή του καρκινικού ιστού. Ωστόσο, ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα της PDT αποτελεί το γεγονός ότι οι φωτοευαισθητοποιητές ανήκουν στις οικογένειες των πορφυρίνων, χλωρίνων και χρωστικών, ουσίες που κατά κύριο λόγο παρουσιάζουν έντονα υδρόφοβο χαρακτήρα, έχοντας ως αποτέλεσμα την απόσβεση των ιδιοτήτων τους σε βιολογικά συστήματα. Για αυτό το λόγο, τα τελευταία χρόνια ερευνάται η χρήση αυτών των φωτοευαισθητοποιητών σε συνδυασμό με κατάλληλα νανοσυστήματα, τα οποία αποσκοπούν στην πιο αποτελεσματική μεταφορά των φωτοευαισθητοποιητών και στη βελτίωση της συμπεριφοράς τους στα βιολογικά συστήματα. Μερικά από τα πιο ελκυστικά και αποτελεσματικά νανοσυστήματα που μπορούν να αξιοποιηθούν για τη βελτίωση των ιδιοτήτων των φωτοευαισθητοποιητών, αποτελούν τα πολυμερικά νανοσωματίδια, καθώς ανάλογα με το είδος τους μπορούν να παρουσιάζουν υψηλή βιοσυμβατότητα, χαμηλή τοξικότητα και ευκολία στη σύνθεση τους. Στην παρούσα εργασία, εξετάστηκε ο φωτοευαισθητοποιητής της χρωστικής ‘φθαλοκυανίνης χλωρο-αλουμινίου’ (AlClPc), όπου συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε συγκριτική μελέτη ανάμεσα στην ελεύθερη μορφή της και κατά τον εγκλωβισμό της σε πολυμερικά νανοσωματίδια χιτοζάνης. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η βελτιστοποίηση της διεργασίας του εγκλωβισμού της AlClPc στα νανοσωματίδια χιτοζάνης, με βάση το πειραματικό σχεδιασμό της διεργασίας. Η σύνθεση των νανοσωματιδίων χιτοζάνης πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της ιονικής πηγμάτωσης, όπου και διερευνήθηκε το υδροδυναμικό τους μέγεθος και το ζ-Δυναμικό τους με τη μέθοδο της δυναμικής σκέδασης του φωτός (DLS), καθώς και η δομή τους με βάση τη φασματοσκοπία υπέρυθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR). Επιπλέον, προσδιορίσθηκε η απόδοση εγκλωβισμού (EE) και το ποσοστό φόρτωσης (DL) της AlClPc στα νανοσωματίδια χιτοζάνης, όπου και ερευνήθηκαν οι φωτοφυσικές τους ιδιότητες, με βάσης τις φασματοσκοπίες απορρόφησης φωτός υπεριώδους/ορατού (UV/vis) και φωτοφωταύγειας (PL). Τέλος, πραγματοποιήθηκε και η μελέτη της φωτοδυναμικής δράσης της ελεύθερης AlClPc και της εγκλωβισμένης AlClPc στα νανοσωματίδια χιτοζάνης, τόσο σε επίπεδο εργαστηρίου όσο και σε επίπεδο κυττάρων. Συγκεκριμένα, σε επίπεδο εργαστηρίου διερευνήθηκε η φωτοσταθερότητα του φωτοευαισθητοποιητή και η δυνατότητά του να παράγει ROS. Η μελέτη σε επίπεδο κυττάρων πραγματοποιήθηκε σε καρκινικά κύτταρα Α431, όπου και μελετήθηκε η κυτταροτοξικότητα του φωτοευαισθητοποιητή απουσία φωτός, καθώς και η φωτοδυναμική του δράση κατά την έκθεσή τους σε ακτινοβολία στην περιοχή του ερυθρού ορατού φωτός.	el
heal.abstract	Photodynamic Therapy (PDT) is a novel and very promising treatment against cancer, as it can be characterized as a highly selective and non-invasive treatment method. PDT is based on the combined action of light, oxygen and a photosensitizing substance, in which, specifically the photosensitizer is exposed into the appropriate radiation (at the photosensitizer’s maximum absorption 600-850nm), thus producing reactive oxygen species (ROS), which are responsible for the destruction of the cancer tissue. However, one of the biggest drawbacks of PDT is the fact that most photosensitizers belong to the families of porphyrins, chlorines and pigments, substances that mainly exhibit strongly hydrophobic characteristics, resulting in the attenuation of the properties in biological systems. On account to this, in recent years, there’s been increasing research in the combination of these photosensitizers with nanosystems, which aim to improve the photosensitizer’s effective delivery and improve their overall characteristics in biological systems. Some of the most attractive and effective nanosystems, that can be utilized for the improvement of the photosensitizer’s properties, are polymeric nanoparticles, which depending on their type they can exhibit high biocompatibility, low toxicity and ease of synthesis. In the present work, the photosensitizer of the pigment ‘chloro-aluminum phthalocyanine’ (AlClPc) was examined, where more specifically a comparatively study was carried out between its free form and its encapsulation in polymeric chistosan nanoparticles. First of all, the encapsulation process of AlClPc in chitosan nanoparticles was optimized, based on the experimental designing of the process. The chitosan nanoparticles were synthesized based on the ionic gelation process, where their hydrodynamic size and ζ-potential were determined utilizing the dynamic light scattering method (DLS), while they were also characterized structurally based on the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Furthermore, the encapsulation efficiency (EE) and the drug load (DL) of AlClPc in the chitosan nanoparticles was investigated, as well as their photophysical properties based on the ultraviolet/visible light absorption (UV/vis) and photoluminescence (PL) spectroscopies. Finally, in this study there was an evaluation of the photodynamic effect of both the free AlClPc, and the encapsulated AlClPc in chitosan nanoparticles, in a laboratory setting, as well as in a cell culture. In particular, at a laboratory setting, the photostability and the ability of the photosensitizer to produce ROS were investigated. The cell studies were carried out in A431 cancer cells, in which the dark toxicity of the photosensitizer was studied, along with its photodynamic effect when exposed to radiation in the red visible light spectra.	en
heal.advisorName	Αλεξανδράτου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Αλεξανδράτου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος	el
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	125 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false