Ανάπτυξη και Χαρακτηρισμός Πολυμερικών Νανοϊνώδων Ικριωμάτων Φορτωμένα με Φάρμακα για Καρδιοαγγειακές Εφαρμογές
Creators: name: Μπακόλα, Βερονίκη Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Ηλεκτροστατική Ινοποίηση
Ιστική Μηχανική
Καρδιοαγγειακές Παθήσεις
Electrospinning
Tissue Engineering
Cardiovascular Diseases

description: Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής εργασίας είναι η παρασκευή και ο χαρακτηρισμός πολυμερικών βιοαποικοδομήσιμων ινώδων νανοπλατφόρμων που λειτουργούν σαν ικριώματα ανάπλασης ιστών και μεταφοράς φαρμάκων, για την χρήση τους ως επικάλυψη των μεταλλικών ενδοπροσθέσεων (stents), την καταπολέμιση των επιπλοκών τους, με αποτέλεσμα την επιτυχή εμφύτευση τους και την αντιμετώπιση της Αθηροσκλήρωσης. Στην παρούσα Διπλωματική εργασία παρασκευάστηκαν πολυμερικά βιοαποικοδομήσιμα νανοϊνωδη ικριώματα, με τη μέθοδο της Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης, από δύο πολυμερικά υλικά, στα οποία προστέθηκαν φάρμακα, και συνδυασμένα ικριώματα, με τη μέθοδο του Συστήματος Διπλής Σύριγγας Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης τα οποία αποτελούνται και από τα δύο πολυμερή συνδυασμένα με τυχαίο τρόπο και με το φάρμακο του καθενός ξεχωριστά. Συγκεκριμένα, αρχικά παρασκευάστηκαν μέσω της Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης ικριώματα Πολυκαπρολακτόνης και Πολυκαπρολακτόνης φορτωμένα με το αντιφλεγμονώδη φάρμακο Κουρκουμίνη. Στη συνέχεια, ικριώματα Πολυγαλακτικού οξέος και Πολυγαλακτικού οξέος με το αντιαιμοπεταλιακό φάρμακο Διπυριδαμόλη. Τέλος, μέσω του Συστήματος Διπλής Σύριγγας Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης, συνδυασμένα ικριώματα Πολυκαπρολακτόνης και Πολυγαλακτικού οξέος, καθώς και Πολυκαπρολακτόνης με Κουρκουμίνη και Πολυγαλακτικού οξέος με Διπυριδαμόλη. Σε όλα αυτά τα ικριώματα έγινε μορφολογικός και τοπογραφικός χαρακτηρισμός με Οπτικό Μικροσκόπιο, Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων (AFM) και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM), μετρήσεις της Γωνίας Επαφής τους για την εξακρίβωση της υδροφοβικότητας τους, καθώς επίσης διεξάχθηκαν μελέτες αποικοδόμησης όλων των ικριωμάτων, μελέτες κινητικής απελευθέρωσης των φαρμάκων από τα ικριώματα σε σχέση με το χρόνο, και τέλος κυτταροτοξικές μελέτες σε όλα τα ικριώματα για την επιβεβαίωση της κυτταροσυμβατότητας τους. Συμπερασματικά, όλα τα ικριώματα είχαν άριστη μορφολογία και την κατάλληλη τραχύτητα ώστε να ευνοηθεί η προσκόλληση, ανάπτυξη και πολλαπλασιασμός των κυττάρων L929 που τοποθετήθηκαν στην επιφάνεια τους, αργό ρυθμό αποικοδόμησης των ικριωμάτων και ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμάκων. Μαζί με της επιτυχημένες μελέτες της κυτταρικής βιωσιμότητας τους, Βιοχημική έκθεση ΜΤΤ, χρώση Methylene Blue και ακινητοποίηση των κυττάρων και παρατήρηση τους με SEM, επιβεβαιώθηκε πως όλα τα ικριώματα ήταν κυτταροσυμβατά. Ειδικότερα, το καινοτόμο συνδυασμένο ικρίωμα της Πολυκαπρολακτόνης με Κουρκουμίνη και του Πολυγαλακτικού οξέος με τη Διπυριδαμόλη, παρασκευασμένο με την πρωτοποριακή μέθοδο του Συστήματος Διπλής Σύριγγας Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης, αποτελεί ένα μοναδικό βιολειτουργικό μικροπεριβάλλον που μιμείται την εξωκυττάρια μήτρα των κυττάρων. Αποδείχθηκε μέσω της μελέτης του πως είναι ένα ελπιδοφόρο και πολλά υποσχόμενο εργαλείο σαν επικάλυψη ενός stent που εκλύει δύο φάρμακα ταυτόχρονα με ελεγχόμενο τρόπο, για την καταπολέμηση των επιπλοκών τους και την αντιμετώπιση των Καρδιοαγγειακών Παθήσεων (CVDs)
description: The aim of this thesis was the development and characterization of polymeric biodegradable fibrous nanoplatforms that function as tissue engineering scaffolds and drug delivery, for their use as coatings for stents, thereof to overcome their complications, resulting to their successful implantation and the treatment of atherosclerosis. In this thesis, polymeric biodegradable nanofibrous scaffolds were fabricated through Electrospinning process, of two polymeric materials in which drugs were added, and combined scaffolds through Dual Syringe Electrospinning System consisting of both polymers combined randomly, as long as combined scaffolds with both drugs included. In particular, Polycaprolactone nanofibrous scaffolds and Polycaprolactone scaffolds loaded with the anti-inflammatory drug Curcumin, were fabricated, then Polylactic acid nanofibrous scaffolds, as long as Polylactic acid scaffolds loaded with the anti-platelet drug Dipyridamole, were also fabricated. Finally, through the Dual Syringe Electrospinning System, a combined scaffold of Polycaprolactone and Polylactic acid and this combined scaffold loaded with the two drugs, were fabricated as well. The morphology and topography of all these scaffolds, were studied with Optical Microscopy, Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM), and measurements of Contact Angle verified their hydrophobicity, also, degradation studies of all scaffolds, drug realease kinetics of the drug loaded scaffolds were conducted along with time, as well as in the end, cytotoxicity studies to confirm their cytocompatibility. In conclusion, all scaffolds had excellent morphology and proper roughness to promote the adhesion, growth and proliferation of L929 cells that were placed on their surface, also slow degradation rate of the scaffolds and controlled release of the drugs. Along with their successful cell viability studies, as MTT assay, Methylene Blue staining and immobilization of the cells and observation with SEM, it had been confirmed that all scaffolds were cytocompatible. Specifically, this innovative combined scaffold of Polycaprolactone with Curcumin and Polylactic acid with Dipyridamole, fabricated with the novel method of Dual Syringe Electrospinning System, is a unique biofunctional microenvironment that mimics the extracellular matrix of the cells. Through the study of this scaffold, it has been proved that it is a promising tool for stent coating, that releases both drugs simultaneously in a controlled manner, to combat stent complications and facilitate the treatment of Cardiovascular Diseases (CVDs)