Μελέτη πρωτεϊνικής προσρόφησης σε ανόργανα και οργανικά βιοϋλικά με ελλειψομετρία
Creators: name: Γιαννούση, Κλεονίκη-Κλεάνθη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Πρωτεϊνική Προσρόφηση
Βιοϋλικά
Ελλειψομετρία
Protein Adsorption
Biomaterials
Ellipsometry

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η προσρόφηση δύο βασικών πρωτεϊνών του πλάσματος του αίματος, της αλβουμίνης (HSA) και του ινωδογόνου (Fib), σε οργανικά και ανόργανα λεπτά υμένια με φασματοσκοπική ελλειψομετρία. Σε μία σύντομη ανασκόπηση της εργασίας συναντάμε καταρχήν το αγώγιμο πολυμερές poly(3,4-ethylene dioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). Η επιλογή αυτού του πολυμερούς στηρίζεται σε πρόσφατες έρευνες που υποστηρίζουν τη συμβολή του σε εφαρμογές της νανοϊατρικής. Το PEDOT:PSS εξετάστηκε ως υποψήφιο βιοϋλικό και αποδείχτηκε ότι υποστηρίζει την πρωτεϊνική προσρόφηση. Επιπλέον, η σύγκριση μεταξύ των δύο ειδών PEDOT:PSS, PH1000 και FET, κατέδειξε ότι το PH1000 είναι πιο αιμοσυμβατό από το FET. Στη συνέχεια, μελετήθηκαν τριστρωματικά πολυμερικά δείγματα πολυκαπρολακτόνης και πολυλακτικού-γλυκολικού οξέος (PCL-PLGA) με σκοπό να κριθεί εάν αποτελούν κατάλληλα υποστρώματα για εφαρμογές μεταφοράς φαρμάκων. Τελικά, χρησιμοποιώντας ως control πολυμερικό δείγμα τριών στρωμάτων αποδείχτηκε ότι στο πολυμερικό δείγμα τριών στρωμάτων που φέρει και το φάρμακο διπυριδαμόλη, τα μόρια Fib εμφανίζονται μειωμένα σε αριθμό και σε αραιή διάταξη, η οποία δεν προμηνύει σηματοδότηση για θρομβογένεση. Τα ανόργανα λεπτά υμένια που επιλέχθηκαν ήταν άμορφου υδρογονωμένου άνθρακα (a-C:H). Τα υμένια αυτά έχουν μελετηθεί στο παρελθόν στο εργαστήριο LTFN όσον αφορά την αιμοσυμβατότητά τους. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν να καταγραφεί η επίδραση των διαδικασιών έκπλυσης και ξήρανσης στη διάταξη των βιομορίων και να μελετηθεί η εξέλιξη της πρωτεϊνικής προσρόφησης τα πρώτα sec. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η έκπλυση και ξήρανση των δειγμάτων αλλοιώνει τη διάταξη των βιομορίων. Επιπλέον, οι real time μετρήσεις σε πολλαπλά μήκη κύματος ταυτόχρονα (MWE) απέδειξαν ότι τα μόρια HSA προσροφώνται με διαφορετικό μηχανισμό σε σχέση με αυτά του Fib, τα οποία χαρακτηρίζονται από ανισοτροπία. Ωστόσο και στις δύο περιπτώσεις παρατηρούνται φαινόμενα συσσωμάτωσης και η δυναμική ισορροπία επέρχεται ταχύτατα.
description: During this ΜSc Thesis, adsorption phenomenon of two basic blood plasma proteins, albumin (HSA) and fibrinogen (Fib), on organic and inorganic thin films was studied. Spectroscopic Ellipsometry (SE) was implemented for the study of the optical properties of the candidate biomaterials and the adsorbed protein layers. The first aim of this study was to testify if poly(3,4-ethylene dioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS), which is to the forefront of the field of conducting polymers, could be used as a biomaterial for nanomedicine applications. The results hold great promise for the future, due to the fact that PEDOT:PSS supports protein adsorption. Moreover, PH1000 has proven to be more haemocompatible than FET. The second objective of this study was to assess if polycaprolactone, poly(lactic-co-glycolic acid (PCL-PLGA) triple layer thin films could be used for drug delivery applications in terms of their haemocompatibility. The results clearly showed that the above polymer substrates loaded with dipyridamole support HSA adsorption, while simultaneously repel Fib molecules, which indicated that it is impossible for a thrombus to be formatted. Several works have dealt with the haemocompatibility and biocompatibility of amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) thin films. The last aim of this work was to study the influence of rinsing and drying procedures to the protein structure and configuration in the interface of a-C:H thin films. The comparison of ex situ and in situ results revealed that ex situ methodology results to a collapsed layer of probably denatured proteins which is much thinner than the native protein matrix observed in the in situ experiments. Moreover, Multiwavelength Ellispometry (MWE) was implemented for the real time monitoring of the protein adsorption on a-C:H thin films. The fitting results showed that protein adsorption phenomenon is too fast and reaches the equilibrium state at the first seconds. In addition, Fib molecules were proven to be anisotropic.