Σύνθεση και μελέτη επιφανειών με νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου και πολυμερικά ικριώματα πολυκαπρολακτόνης για αντιμικροβιακές εφαρμογές
Creators: name: Δαρδάνη, Ζωή Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Αντιμικροβιακές επιφάνειες
Νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου
Ικριώματα πολυκαπρολακτόνης
Antimicrobial surfaces
Zinc oxide nanoparticles
Polycaprolactone scaffolds

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται η σύνθεση και η μελέτη επιφανειών με νανοσωματίδια Οξειδίου του Ψευδαργύρου και πολυμερικά ικριώματα πολυκαπρολακτόνης με στόχο τη χρήση τους σε αντιμικροβιακές εφαρμογές. Η αυξανόμενη αντίσταση των μικροβίων στα χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά φάρμακα έχει καταστήσει σημαντική την ανάγκη για την ανεύρεση νέων μεθόδων καταπολέμησης των μικροβιακών λοιμώξεων και η Νανοτεχνολογία έχει συμβάλει σημαντικά τα τελευταία χρόνια προς αυτή την κατεύθυνση. Στα δύο πρώτα κεφάλαια του θεωρητικού μέρους της εργασίας γίνεται μια εισαγωγή στην ανάπτυξη των λοιμώξεων, την αντίσταση στα αντιβιοτικά και τις λύσεις που μπορεί να δώσει η Νανοτεχνολογία σε αυτά τα προβλήματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο, πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα νανοϋλικά που χρησιμοποιούνται τα τελευταία χρόνια για την αντιμετώπιση των μικροβιακών λοιμώξεων και γίνεται μια πιο λεπτομερής αναφορά στα υλικά που επιλέχθηκαν να χρησιμοποιηθούν στην παρούσα εργασία. Τα επόμενα δύο κεφάλαια αφορούν την περιγραφή των μεθόδων σύνθεσης και κατασκευής των νανοδομών που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία και την περιγραφή των τεχνικών χαρακτηρισμού των προκυπτουσών νανοδομών. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο του θεωρητικού μέρους γίνεται αναφορά των μεθόδων που χρησιμοποιούνται στη μικροβιολογία για τον έλεγχο της ευαισθησίας των μικροβίων σε αντιμικροβιακούς παράγοντες. Το πρώτο κομμάτι του πειραματικού μέρους της εργασίας αναφέρεται στη σύνθεση νανοσωματιδίων Οξειδίου του Ψευδαργύρου. Επιλέχθηκαν τα συγκεκριμένα νανοσωματίδια λόγω της αποδεδειγμένης μικροβιοκτόνου δράσης τους, η οποία αυξάνεται με τη μείωση του μεγέθους των νανοσωματιδίων αλλά και λόγω της μη τοξικής δράσης τους προς τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Η δυνατότητα σύνθεσής αυτών των νανοσωματιδίων με πολύ απλές και οικονομικές μεθόδους με την παράλληλη επίτευξη του επιθυμητού μεγέθους τους, καθιστά ακόμα πιο ελκυστική τη χρήση τους. Στο έκτο κεφάλαιο της εργασίας, που αποτελεί το πρώτο κεφάλαιο του πειραματικού μέρους, περιγράφεται η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων με δύο διαφορετικές μεθόδους, με και χωρίς τη χρήση επιφανειοδραστικού, και στη συνέχεια πραγματοποιείται σύγκριση των δύο μεθόδων μελετώντας τα νανοσωματίδια με τεχνικές μικροσκοπίας και τεχνικές ακτίνων-Χ. Σε αυτό το κεφάλαιο επιλέγεται επίσης και η κατάλληλη μέθοδος εναπόθεσης των νανοσωματιδίων σε υπόστρωμα με σκοπό τη μελέτη τους ή την περαιτέρω χρήση τους. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή της κατασκευής των πολυμερικών ικριωμάτων και της ενσωμάτωσης των νανοσωματιδίων οξειδίου του ψευδαργύρου μέσα σε αυτά. Παρουσιάζεται επίσης η μελέτη τους με τεχνικές μικροσκοπίας και η προσπάθεια εναπόθεσής τους σε υποστρώματα PET. Στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μελέτη της αντιμικροβιακής δράσης των νανοδομών που δημιουργήθηκαν και γίνεται εκτίμηση των αποτελεσμάτων, ενώ στο ένατο και τελευταίο κεφάλαιο μελετώνται οι μηχανικές ιδιότητες των επιφανειών και η υδροφοβικότητά τους. Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας γίνεται μια σύντομη ανασκόπηση των μεθόδων και των πρωτοκόλλων που χρησιμοποιήθηκαν και παρουσιάζονται εν συντομία τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα που προέκυψαν. Αναφέρονται επίσης οι προβληματισμοί και τα προβλήματα που γεννήθηκαν κατά την εκπόνησή της και προτείνονται λύσεις και μελλοντικά βήματα
description: This diploma thesis describes the synthesis and study of surfaces with Zinc Oxide nanoparticles and polycaprolactone polymeric scaffolds for use in antimicrobial applications. The increasing resistance of microbes to the antibiotic drugs used has made the need for new methods of controlling microbial infections significant and Nanotechnology has played an important role in recent years to this direction. The first two chapters of the theoretical part of the work are an introduction to the development of infections, resistance to antibiotics and solutions that Nanotechnology can give to these problems. In the second chapter, more specifically, there are presented the nanomaterials used in recent years for the treatment of microbial infections and a more detailed reference is made to the materials selected for use in the present study. The next two chapters describe the synthesis and construction methods of the nanostructures used in this work and the description of the characterization techniques of the resulting nanostructures. In the fifth and final chapter of the theoretical part, reference is made to the methods used in microbiology for controlling the sensitivity of microbes to antimicrobial agents. The first section of the experimental part of the thesis refers to the synthesis of Zinc Oxide nanoparticles. These nanoparticles have been selected due to their proven microbiocidal activity, which is increased by the reduction in nanoparticle size but also due to their non-toxic effect on eukaryotic cells. The ability to synthesize these nanoparticles with very simple and economical methods, while attaining the desired size, makes them even more attractive to use. The sixth chapter of the paper, which is the first chapter of the experimental part of the work, describes the process of synthesizing nanoparticles by two different methods, with and without surfactant, and then comparing the two methods by studying the nanoparticles by microscopy techniques and X-ray techniques. In this chapter, the appropriate method of depositing nanoparticles on a substrate is also selected. The seventh chapter describes the construction of polymer scaffolds and the incorporation of zinc oxide nanoparticles into them. Their study with microscopic techniques and the attempt to deposit them on PET substrates is also presented. In the eighth chapter we present the study of the antimicrobial action of the nanostructures that were created and the evaluation of the results, while the ninth and final chapter investigates the mechanical properties of the surfaces and their hydrophobicity. In the last part of the paper a brief review of the methods and protocols used is presented and the results and conclusions that have been obtained are presented briefly. It also mentions the concerns and problems raised during the study and proposes solutions and future steps