Νανοσωματίδια οξειδίων σιδήρου και μαγγανίου βιοϊατρικού ενδιαφέροντος - Σύνθεση και εφαρμογές
Creators: name: Καραγκούνης, Βασίλειος Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Μαγνητικές νανοπλατφόρμες
Νανοσωματίδια οξειδίων του μαγγανίου
Μεταφορά βιοδραστικών μορίων
Magnetic nanoplatforms
Manganese oxide nanoparticles
Drug delivery

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ο σχηματισμός βιοσυμβατών μαγνητικών νανοπλατφορμών με δυνατότητα εφαρμογής ως φορείς βιοδραστικών μορίων και ως συνδυαστικοί παράγοντες αντίθεσης Τ1/Τ2 στην απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI). Αρχικά συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν νανοσωματίδια μαγνητίτη Fe3O4 υψηλής μαγνήτισης, μέσω διαλυτοθερμικής σύνθεσης παρουσία οκταδεκυλαμίνης (ODA) σε τριπλό ρόλο διαλύτη, αναγωγικού και επιφανειοδραστικού, για το ρόλο του μαγνητικού νανοφορέα. Στη συνέχεια έγινε μετα-συνθετική τροποποίηση των μαγνητικών νανοσωματιδίων για την φόρτωση της trans-ανηθόλης, οργανικού φυσικού προϊόντος με αντιφλεγμονώδη, αντικαρκινική και αντιοξειδωτική δράση. Για την τροποποίηση ακολουθήθηκαν δύο διαδικασίες: (α) επικάλυψη των μαγνητικών νανοσωματιδίων με το οργανικό πολυμερές πολυαιθυλενογλυκόλη 8000 (PEG8000) και προσρόφηση της ανηθόλης στο πολυμερές και (β) εγκλεισμός των μαγνητικών νανοσωματιδίων μαζί με την ανηθόλη μέσα σε νανομικύλλια του ανιονικού επιφανειοδραστικού δωδεκυλοθειικού νατρίου (SDS). Επίσης υπολογίστηκε το ποσοστό φόρτωσης της ανηθόλης και μελετήθηκε το προφίλ της απελευθέρωσής της από τις μαγνητικές νανοπλατφόρμες. Ακόμη αξιολογήθηκε η ικανότητα των μαγνητικών νανοσωματιδίων Fe3O4 να δράσουν ως Τ2 παράγοντας αντίθεσης στην MRI, όπως επίσης και ο εγκλεισμός τους μαζί με Τ1 παράγοντα αντίθεσης, για το σχηματισμό νανοπλατφόρμας με δυνατότητα δράσης ως συνδυαστικός Τ1/Τ2 παράγοντας αντίθεσης. Για τη σύνθεση του Τ1 παράγοντα αντίθεσης, έγινε σύνθεση νανοσωματιδίων οξειδίων του μαγγανίου μέσω του πολυπυρηνικού συμπλόκου Mn12Ac ως πρόδρομη ένωση. Οι συνθετικές οδοί που ακολουθήθηκαν ήταν: (α) η απλή διαλυτοθερμική σύνθεση παρουσία ολεϋλαμίνης και με την μέθοδο της πολυόλης και (β) η διαλυτοθερμική σύνθεση υποβοηθούμενη από μικροκυματική ακτινοβολία με την μέθοδο της πολυόλης, όπου εξετάστηκε η επίδραση διάφορων παραγόντων όπως η ποσότητα της πρόδρομης ένωσης, η προσθήκη αναγωγικού, η διάρκεια της αντίδρασης και η ρύθμιση του pH του περιβάλλοντος της αντίδρασης. Ο χαρακτηρισμός των προϊόντων έγινε με περίθλαση ακτίνων-Χ (XRD), ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης (ΤΕΜ), φασματοσκοπία υπερύθρου (FTIR), θερμοβαρυμετρική ανάλυση (TG) και δυναμική σκέδαση του φωτός (DLS). Τα διαφορετικά προϊόντα που ελήφθησαν παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον και είναι υποψήφια για βιοϊατρικές εφαρμογές
description: The present study reports the formation of biocompatible magnetic nanoplatforms that can be used as carriers of bioactive molecules and as dual contrast agents T1/T2 in magnetic resonance imaging (MRI). Initially, magnetite nanoparticles Fe3O4 with high magnetization were synthesized and characterized, through a solvothermal route in the presence of octadecylamine (ODA) in a triple role of solvent, reductant and surfactant, in order to be used as magnetic nanocarriers. Post-synthetic modification of the magnetic nanoparticles was performed to load trans-anethole, an organic natural product with anti-inflammatory, anti-cancer and antioxidant activity. Two procedures were followed: (a) coating of the magnetic nanoparticles with the organic polymer polyethylene glycol 8000 (PEG8000) and adsorption of anethole to the polymer and (b) inclusion of the magnetic nanoparticles with anethole into anionic sodium dodecyl sulphate (SDS) micelles . The loading efficiency of anethole was calculated and the release profile from the magnetic nanoplatforms was studied. The ability of Fe3O4 magnetic nanoparticles to act as a T2 contrast agents in MRI was studied, as well as the formation of a nanoplatform that can be used as a dual T1/T2 contrast agent. To synthesize the T1 contrast agent, manganese oxide nanoparticles were synthesized through the Mn12Ac polynuclear cluster as a precursor. The synthetic pathways that were followed were: (a) the simple solvothermal method in the presence of oleylamine and through the polyol method and (b) the microwave-assisted solvothermal polyol method, where the effect of the precursor amount, the addition of a reductant, the duration of the reaction and the the pH of the reaction medium were investigated. Characterization of the products was carried out with X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TG) and dynamic light scattering (DLS). The obtained different products were found to be of great interest for biomedical applications