Μελέτη εγκλεισμού Ωκυτοκίνης και αξιολόγηση της in vitro πέψης της

Τζεγιαννάκης, Ιωάννης; Tzegiannakis, Ioannis

dc.contributor.author	Τζεγιαννάκης, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Tzegiannakis, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2026-01-22T05:50:59Z
dc.date.available	2026-01-22T05:50:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/63235
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30930
dc.relation	-	el
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	Εγκλεισμός	el
dc.subject	Ωκυτοκίνη	el
dc.subject	in vitro	en
dc.subject	Oxytocin	en
dc.subject	Vitro digestion	en
dc.title	Μελέτη εγκλεισμού Ωκυτοκίνης και αξιολόγηση της in vitro πέψης της	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	-	el
heal.generalDescription	-	el
heal.classification	Εγκλεισμός	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-07-02
heal.abstract	Η ωκυτοκίνη (ΟΤ) είναι μια φυσική νευροπεπτιδική ορμόνη, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως με ενδοφλέβια χορήγηση με σκοπό την διευκόλυνση του τοκετού και του θηλασμού. Τα τελευταία χρόνια, έχει εμφανιστεί έντονο ενδιαφέρον για αξιοποίηση της ΟΤ ως μέσο καταπολέμησης ψυχιατρικών διαταραχών, κοινωνικών συμπεριφορών (πχ. αυτισμός) και της παχυσαρκίας. Ωστόσο, για να φανεί χρήσιμη η ΟΤ σε αυτές τις εφαρμογές απαραίτητη είναι η ελεγχόμενη αποδέσμευσή της, ώστε η δράση της να έχει αποτελέσματα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Συνεπώς, για να επιτευχθεί αυτό απαραίτητος είναι ο εγκλεισμός της ΟΤ, ώστε να γίνεται η λήψη της μέσω στόματος και να επιτυγχάνεται η ελεγχόμενη αποδέσμευσης της στο λεπτό έντερο. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο εγκλεισμός ΟΤ σε BSA και πολυμερική μήτρα PLA και η αξιολόγηση της in vitro πέψης της. Ο εγκλεισμός της ΟΤ επετεύχθη χρησιμοποιώντας την μέθοδο του ηλεκτροψεκασμού. Έγινε μελέτη πλήθους συνθηκών και παραμέτρων, από τις οποίες σταθερές διατηρήθηκαν η συγκέντρωση OT, η παροχή ΟΤ, η τάση και η απόσταση βελόνας-συλλέκτη. Οι παράμετροι που μεταβάλλονταν ήταν η παροχή του PLA, η συγκέντρωση του PLA και η συγκέντρωση του BSA. Αρχικά κατά την επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε μελέτη της απόδοσης της διεργασίας ηλεκτροψεκασμού, η οποία για τα περισσότερα πειράματα που διεξήχθησαν κυμαίνεται σε τιμές μεγαλύτερες του 80%. Έπειτα, υπολογίστηκε το ποσοστό εγκλεισμού και το φαρμακευτικό φορτίο (Drug loading) των δειγμάτων ηλεκτροψεκασμού μέσω χρήσης Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης (HPLC). Για το δείγμα του κεντρικού σημείου (1,75% w/v PLA, 1,35 mL/h PLA, 1% w/v BSA, Ε000) υπολογίστηκε απόδοση εγκλεισμού 28,72% και φαρμακευτικό φορτίο 1,50 mg OT/ g δείγματος. Η απόδοση εγκλεισμού είναι σχετικά υψηλή, με τη μέγιστη τιμή της να κυμαίνεται στο 36,39% (δείγμα Ε0-20) και το φαρμακευτικό φορτίο βρίσκεται εντός των επιθυμητών ορίων (1-2 mg OT/ g δείγματος). Στη συνέχεια ακολούθησαν εκτενείς αναλύσεις των δειγμάτων ηλεκτροψεκασμού. Μέσω της διασποράς σωματιδίων έγινε υπολογισμός της Μέσης Διαμέτρου των σωματιδίων, η οποία κυμαινόταν μεταξύ 130-430 μm, γεγονός που υποδεικνύει ότι πρέπει να γίνει μελέτη και των υπολοίπων παραμέτρων της διεργασίας ηλεκτροψεκασμού για να επιτευχθεί η δημιουργία σωματιδίων νανοκλίμακας. Με την Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DSC) μελετήθηκε η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (Tg) και η θερμοκρασία τήξης (Tm) των δειγμάτων. Πιο συγκεκριμένα αποδείχθηκε ότι η Tg μειώθηκε με τον εγκλεισμό της ΟΤ στους 43,86 oC και η Tm στους 147,46 oC, από τους 49,44 oC και 148,51 oC, αντίστοιχα, του καθαρού PLA. Έπειτα, μέσω της Υπέρυθρης Φασματοσκοπίας με Μετασχηματισμό Fourier (FTIR) επιβεβαιώθηκε, μέσω των κυματαριθμών των αντίστοιχων φασμάτων, η απομάκρυνση των διαλυτών ηλεκτροψεκασμού, αιθανόλης και διχλωρομεθανίου, και η ύπαρξη των επιθυμητών ουσιών PLA, BSA και ΟΤ στα τελικά δείγματα ηλεκτροψεκασμού. Επιπλέον, μέσω της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM) γίνεται αντιληπτό ότι η προσθήκη BSA και ΟΤ πιθανώς προκαλεί αλλαγή στις ιδιότητες του διαλύματος όσον αφορά το ιξώδες, την αγωγιμότητα και την επιφανειακή τάση διευκολύνοντας τη συνένωση και αλλοιώσεις στην δομή της μήτρας PLA. Οι παραπάνω αλλαγές και αλλοιώσεις αποτελούν ένδειξη του επιτυχούς εγκλεισμού της ΟΤ και αιτιολογούν τις παρατηρούμενες αυξομειώσεις στα μεγέθη και υφή των τελικών σωματιδίων. Τέλος, έγινε αξιολόγηση της in vitro πέψης των δειγμάτων στο στομάχι και στο λεπτό έντερο, μέσω παρασκευής των κατάλληλων διαλυμάτων. Τα αποτελέσματα της in vitro ανάλυσης είναι ενθαρρυντικά, καθώς εξάγεται το συμπέρασμα ότι το μεγαλύτερο ποσοστό ΟΤ απελευθερώνεται στο λεπτό έντερο. Πιο συγκεκριμένα, για χρόνο t=1,50 h στο στομάχι απελευθερώνεται ΟΤ σε ποσοστό έως και 36%, ενώ στο λεπτό έντερο για χρόνο t=1,50 h, απελευθερώνεται σε ποσοστό έως 58%. Τέλος, αθροιστικά στο στομάχι και στο λεπτό έντερο σε χρονικό διάστημα t=3 h απελευθερώνεται ΟΤ σε ποσοστό έως 92%. Συνεπώς, εξάγεται το συμπέρασμα ότι η μέθοδος ηλεκτροψεκασμού είναι μια ικανοποιητική μέθοδος για να επιτευχθεί ο εγκλεισμός της απαραίτητης ποσότητας φαρμακευτικού φορτίου (1-2 mg OT/ g δείγματος), αλλά απαιτείται μελλοντική μελέτη όλων των παραμέτρων ηλεκτροψεκασμού, ώστε να επιτευχθεί αύξηση της απόδοσης εγκλεισμού και λήψη περισσοτέρων δεδομένων κατά την in vitro αξιολόγηση για να εξαχθεί κινητικό μοντέλο αποδέσμευσης.	el
heal.abstract	Oxytocin (OT) is a natural neuropepƟde hormone, primarily administered intravenously to facilitate childbirth and breasƞeeding. In recent years, there has been growing interest in uƟlizing OT as a means of addressing psychiatric disorders, social behaviors (auƟsm for example), and obesity. However, for OT to be useful in these applicaƟons, controlled release is necessary so that its effects can last for a longer duraƟon. Therefore, in order to achieve this, encapsulaƟon of OT is required, enabling oral administraƟon and controlled release in the small intesƟne. The aim of this thesis is to encapsulate OT in BSA (bovine serum albumin) and a PLA (polylacƟc acid) polymer matrix and to evaluate its in vitro digesƟon. The encapsulaƟon of OT was achieved using the electrospray method. A number of process condiƟons and variables were studied, with constant variables being the OT concentraƟon, OT flow rate, voltage, and needle-to-collector distance. The variables that were altered included the PLA flow rate, PLA concentraƟon, and BSA concentraƟon. IniƟally, during the processing of the results, the efficiency of the electrospray process was evaluated, which, for most experiments conducted, exceeded 80%. Then, the encapsulaƟon efficiency and drug loading of the electrosprayed samples were calculated using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). For the central sample (E000), the encapsulaƟon efficiency was calculated at 28.72% and the drug loading at 1.50 mg OT/g of sample. The encapsulaƟon efficiency is relaƟvely high, reaching up to 36.39% (sample E0-20), and the drug loading is within the desired range (1– 2 mg OT/g of sample). Extensive analyses of the electrosprayed samples followed. Using parƟcle dispersion analysis, the mean parƟcle diameter was calculated, ranging between 130–430 μm, indicaƟng that further study of the electrospray process parameters is necessary to achieve nanoscale parƟcles. Using DifferenƟal Scanning Calorimetry (DSC), the glass transiƟon temperature (Tg) and the melƟng temperature (Tm) of the samples were studied. Specifically, it was shown that the Tg decreased with OT encapsulaƟon to 43.86°C, and Tm to 147.46°C, from 49.44°C and 148.51°C, respecƟvely, for pure PLA. Then, Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) confirmed, via the wavenumbers of the corresponding spectra, the removal of the electrospray solvents, ethanol and dichloromethane, and the presence of the desired substances (PLA, BSA, and OT) in the final electrosprayed samples. AddiƟonally, Scanning Electron Microscopy (SEM) reveals that the addiƟon of BSA and OT likely induces changes in the properƟes of the soluƟon, such as viscosity, conducƟvity, and surface tension, facilitaƟng coalescence and alteraƟons in the structure of the PLA matrix. These changes and alteraƟons indicate the successful encapsulaƟon of OT and jusƟfy the observed fluctuaƟons in the size and texture of the final parƟcles. Finally, the in vitro digesƟon evaluaƟon of the samples in the stomach and small intesƟne was conducted using appropriately prepared soluƟons. The results of the in vitro analysis are encouraging, as it was concluded that the majority of OT is released in the small intesƟne. Specifically, for t = 1.50 h in the stomach, up to 36% of the encapsulated OT is released, while in the small intesƟne for t = 1.50 h, up to 58% of the encapsulated OT is released. Finally, cumulaƟvely in the stomach and small intesƟne, up to 92% of OT is released within a Ɵme period of t = 3 h. Therefore, it is concluded that the electrospray method is a saƟsfactory technique to achieve the required level of drug loading (1–2 mg OT/g of sample). However, further invesƟgaƟon of all electrospray parameters is needed to increase encapsulaƟon efficiency and to collect more data during in vitro evaluaƟon in order to derive a release kineƟcs model.	en
heal.sponsor	-	el
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Τσόπελας, Φώτιος	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113
heal.fullTextAvailability	false