Μελέτη ανοσοσυμβατότητας μεταλλικών λεπτών υμενίων και ιατροτεχνολογικών προϊόντων με την in vitro ποσοτική μέτρηση C5 μετατρεπτικού ενζύμου του συμπληρώματος [C5c] με την τεχνική sandwich ELISA
Creators: name: Janjić, Milka Jovan (Γιάνιτς Μίλκα Γιόβαν)
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Ανοσοσυμβατότητα
C5 μετατρεπτικό ένζυμο (C5c)
Σάντουιτς ELISA
Immunocompatibility
Complement C5 convertase (C5c)
Sandwich ELISA

description: Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η συγκριτική μελέτη ανοσοσυμβατότητας-αιμοσυμβατότητας διαφορετικών υλικών όπως τα μεταλλικά λεπτά υμένια [άμορφος υδρογονωμένος άνθρακας [a-C:H], νιτρίδιο του τιτάνιου [TiN], τιτάνιο [Ti]] και ιατροτεχνολογικά προϊόντα όπως Latex καθετήρας παροχέτευσης επικαλυμμένος με σιλικόνη, μοσχεύματα (συνθετικά υποκατάστατα αγγείων) όπως συνθετικά αγγειακά μοσχεύματα [Dacron ,PTFE] και ενδομοσχεύματα [Nitinol stent graft, Cobalt Chromium stent graft] μέσω ενεργοποίησης του C5 μετατρεπτικού ένζυμου του συμπληρώματος [C5 Convertase]. Το C5 μετατρεπτικό ενζυμο καταλύει την διάσπαση του C5 σε δυο θραύσματα, το C5a και το C5b. Το µικρότερο θραύσµα C5a είναι µία αναφυλατοξίνη που συμμετέχει στην φλεγμονή προσελκύοντας τα φαγοκύτταρα στο σηµείο της µόλυνσης. Το µεγαλύτερο θραύσµα C5b ενώνεται µε το, ήδη δεσμευμένο στην επιφάνεια των κυττάρων C3b, και επιτρέπει την έναρξη της αυτοσυγκράτησης του συμπλέγματος λύσεως της µεβράνης (mebrane attact complex, MAC) από τα C6, C7, C8, C9 που δεσμεύονται διαδοχικά. Η σύνθεση του συμπλέγματος οδηγεί στον σχηματισμό καναλιών ή πόρων στην επιφάνεια των κυττάρων , που οδηγεί τελικά στην λύση τους. Οι τρεις τύποι των λεπτών υμενίων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία έχουν αναπτυχθεί σε υπόστρωμα πυριτίου με Magnetron Sputtering και Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), αντίστοιχα. Επιπλέον το υπόστρωμα πυριτίου και ο ανθρώπινος ορός χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία, ως «αρνητικός» έλεγχος και το Latex [ελαστικό πολυμερές υδρογονάνθρακα] ως, «θετικός» έλεγχος. Ενεργοποίηση του C5 μετατρεπτικού ένζυμου [Complement C5 Convertase] αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας την ανοσολογική ανάλυση Sandwich ELISA για την in vitro ποσοτική μέτρηση της C5c στον ανθρώπινο όρο, προκειμένου να αξιολογηθεί η C5c ενεργοποίηση για συγκεκριμένες χρονικές περιόδους [0 λεπτά,15 λεπτά,30 λεπτά και 60 λεπτά] επώασης ενός βιοϋλικού. Ο μορφολογικός χαρακτηρισμός των παραπάνω υλικών έγινε με την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM). Η μελέτη της τοπογραφίας των λεπτών υμενίων έγινε με τη μέθοδο της Μικροσκοπίας Ατομικών Δυνάμεων (AFM) και της υδροφιλικότητας με μέτρηση της γωνίας διαβροχής (Contact Angle). Με αυτόν τον τρόπο, συγκρίνοντας διάφορες παραμέτρους που μετρήθηκαν με διαφορετικές μεθόδους, αποκτήσαμε μια ολοκληρωμένη εικόνα ιδιοτήτων των δειγμάτων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία και με αυτόν τον τρόπο επιβεβαιώσαμε τα αποτελέσματα των πειραμάτων. Οι πληροφορίες που πήραμε και αναλύσαμε βοήθησαν να κατανοήσουμε ορισμένες ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα και δυνατότητες και περιθώρια που υπάρχουν για πιθανές τροποποιήσεις και παρεμβάσεις ώστε τα υλικά να είναι ασφαλεστέρα και καλύτερα στην εφαρμογή τους. Ένας από τους στόχους της Νανοϊατρικής είναι και η πιθανή εφαρμογή Νανοϋλικών στην ιατρική και ο αποτελεσματικός έλεγχος βιολογικών αντιδράσεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι και οι δυο ομάδες των υλικών είναι άριστοι υποψήφιοι για ιατρικές εφαρμογές δεδομένου ότι δεν προκαλούν αξιόλογη ανοσολογική αντίδραση.
description: The aim of this work is the comparative study of the immunocompatibility-hemocompatibility of different materials such as carbon based thin films [amorphous hydrogenated diamond-like carbon [a-C: H]], Titanium Nitride [TiN] thin film, Titanium [Ti] thin film and medical devices such as a silicon coated Latex irrigation catheter, endoprosthesis such as vascular grafts [Dacron, PTFE] and stent grafts [Nitinol stent graft, Cobalt Chromium stent graft], by means of complement C5 convertase [C5c] activation in human serum. The complement C5 convertase [C5c] catalyzes the splitting of C5 into two fragments, C5a and the C5b. The smallest fragment C5a is an anaphylatoxin involved in attracting phagocytes at the site of infection. The larger C5b fragment binds to the already bound to the cell surface, C3b fragment, and allows the initiation of restraint of the MAC (mebrane attact complex) from C6, C7, C8, C9 components. The composition of the MAC complex leads to the formation of channels and pores on the cell surface, which eventually leads to their lysis. The three types of nanocoatings used in this work were developed onto a silicon substrate by Magnetron Sputtering and Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), respectively. Bare silicon substrate and human serum are used as “negative” control and the Latex [elastomer-elastic hydrocarbon polymer] as a “positive” control. Complement C5 convertase [C5c] activation was assessed using sandwich enzyme immunoassay-sandwich ELISA for the in vitro quantitative measurement of human C5c in human serum in order to evaluate C5c activation for the specific time periods [0min,15 min,30 min and 60 min] of a candidate biomaterial incubation. The morphological characterization of the above mentioned materials is conducted by Scanning Electron Microscopy (SEM). The study of thin films topography was conducted by Atomic Force Microscopy (AFM) and their surface wettability properties by Contact Angle measurements. In this way, by comparing various parameters measured by different methods, we obtained a complete picture of the properties of the samples used in this thesis and thereby confirmed the experimental results. The information we have analyzed, helped to understand some of the properties of materials used in the experiment and potentials for a possible changes and interventions for safer and better to apply materials. One of the goals of Nanomedicine is the possible application of Νanomaterials in medicine and effective monitoring of biological reactions. The results show that both groups of materials might be excellent candidates for medical application since they are not likely to cause any immunological adverse reaction.