Εμβιομιμητικές υδρογέλες για την ανάπτυξη ιατροτεχνολογικών προϊόντων στα πλαίσια της Ιστομηχανικής
Creators: name: Μαγγλάρης, Χρήστος Περικλή
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Βιομιμητικές Υδρογέλες
Νευρική Αναγέννηση Ιστού
Αναγεννητική Ιατρική
Biomimetic Hydrogels
Neural Regeneration
Regenerative Medicine

description: Ο κύριος στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής ερευνητικής διατριβής ήταν η κατασκευή και ο χαρακτηρισμός νέων βιομιμητικών υδρογελών σχεδιασμένων για εφαρμογές ιστομηχανικής νευρικών ιστών. Η διεπιστημονική αυτή εργασία, που διεξήχθη στο Ερευνητικό Εργαστήριο Βιοϊατρικής Μηχανικής του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, γεφυρώνει τους τομείς, των χημικών μηχανικών και των μηχανολόγων μηχανικών. Υπό την επίβλεψη του καθηγητή κ. Νικόλαου Μιχαηλίδη και της αναπληρώτριας καθηγήτριας κ. Αμαλίας Αγγελή, η έρευνα αυτή είχε ως στόχο την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνικών βιοκατασκευής και προσεγγίσεων για τη βελτιστοποίησή τους, προκειμένου να ενισχυθεί η απόδοση των ικριωμάτων που χρησιμοποιούνται για την αναγέννηση του νευρικού ιστού. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη εξατομικευμένων τρισδιάστατα εκτυπωμένων πορώδων ικριωμάτων με τη χρήση προηγμένων μεθόδων βιοκατασκευής. Μια ολοκληρωμένη ανάλυση φυσικών και συνθετικών πολυμερών, όπως το κολλαγόνο, η ζελατίνη, το PLA και το PCL, αναδεικνύει το ρόλο τους στη μίμηση της εξωκυτταρικής μήτρας των νευρικών ιστών. Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες μέθοδοι σταθεροποίησης για τη βελτιστοποίηση των μηχανικών και βιοχημικών ιδιοτήτων των υδρογελών. Χρησιμοποιήθηκαν συμπληρωματικές τεχνικές χαρακτηρισμού για την αξιολόγηση της δομικής ακεραιότητας και των λειτουργικών επιδόσεων των ικριωμάτων και χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονες προσεγγίσεις προκειμένου να παρασχεθεί ένα ισχυρό πλαίσιο για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων κατασκευής. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν την αποτελεσματικότητα των υδρογελών στην υποστήριξη της νευρικής αναγέννησης. Η παρούσα έρευνα παρουσιάζει σημαντικές προόδους στον τομέα της μηχανικής νευρικών ιστών, ανοίγοντας το δρόμο για μελλοντικές μελέτες. Τα ευρήματα της παρούσας διατριβής συμβάλλουν στην ανάπτυξη αποτελεσματικών θεραπευτικών στρατηγικών για νευρικούς τραυματισμούς και νευροεκφυλιστικές ασθένειες, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες των βιομιμητικών υδρογελών ως ιατρικές συσκευές για τη μηχανική ιστών.
description: The main objective of the present MSc by Research thesis was the fabrication and characterization of novel biomimetic hydrogels designed for neural tissue engineering applications. Conducted at the Research Laboratory of Biomedical Engineering of the Department of Chemical Engineering at Aristotle University of Thessaloniki, this interdisciplinary project bridges the fields of chemical and mechanical engineering. Under the supervision of Professor Nikolaos Michailidis and Associate Professor Amalia Aggeli, this research aimed to develop innovative biofabrication techniques and approaches for their optimization in order to enhance the performance of scaffolds used for nerve regeneration. This thesis focuses on the development of personalized 3D printed porous scaffolds using advanced biofabrication methods. A comprehensive analysis of natural and synthetic polymers, such as collagen, gelatin, PLA, and PCL, highlights their roles in mimicking the extracellular matrix of neural tissues. Various stabilization methods were employed to optimize the mechanical and biochemical properties of the hydrogels. Complementary characterization techniques were utilized to assess the scaffolds' structural integrity and functional performance and modern approaches were employed in order to provide a robust framework for optimizing fabrication parameters. The results demonstrate the hydrogels' efficacy in supporting nerve regeneration. This research presents significant advancements in the field of neural tissue engineering, paving the way for future studies. The findings of this thesis contribute to the development of effective therapeutic strategies for nerve injuries and neurodegenerative diseases, highlighting the potential of biomimetic hydrogels as medical devices for tissue engineering.
description: Τμήμα Ιατρικής, Συνεργαζόμενα Τμήματα: Μηχανολόγων Μηχανικών, Χημικών Μηχανικών, Πληροφορικής, Βιολογίας, Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών