Please use this identifier to cite or link to this item: http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/8961
Title: Επίδραση Οπτικής Ακτινοβολίας Στην Τοπολογία Κολλαγόνου Με Χρήση Απεικονιστικής Μικροσκόπιας Ατομικής Δύναμης Και Σάρωσης Ηλεκτρονίων
Authors: Στυλιανoύ Ανδρέας
Γιόβα Διδώ
Issue Date: 11-Jul-2014
Abstract: Αντικείμενο της Διδακτορική Διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη λεπτών υμενίων κολλαγόνου και η αξιοποίηση τους ως μοντέλων βιολογικής διεπιφάνειας. Επίσης, αντικείμενο της έρευνας ήταν η αναπαραγωγή, ο έλεγχος και η ταυτοποίηση της τοπολογίας μέσω της ανάπτυξης τεχνικών Απεικονιστικής Μικροσκοπίας Ατομικής Δύναμης. Τα υμένια αξιοποιούνται για τη διερεύνηση και ερμηνεία των μηχανισμών επίδρασης της οπτικής ακτινοβολίας με το κολλαγόνο σε νανοκλίμακα.Η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης του φωτός (σε όλο του το φάσμα) με το βιολογικό ιστό και η κατανόηση των εμπλεκόμενων μηχανισμών είναι κρίσιμης σημασίας, καθώς μπορεί να οδηγήσουν στην αξιοποίηση της ελάχιστα επεμβατικής ακτινοβολίας του φωτός για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Επιπλέον, η επίδραση της οπτικής ακτινοβολίας με βιολογικό ιστό έχει συσχετιστεί με διάφορες παθολογικές καταστάσεις (για παράδειγμα η σχέση της υπεριώδους ακτινοβολίας με μορφές δερματικού καρκίνου ή της φωτογήρανσης), ενώ σε πολλές περιπτώσεις η οπτική ακτινοβολία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια μέθοδος επεξεργασίας βιοϋλικών (π.χ. για σκοπούς αποστείρωσης ή βελτίωσης των μηχανικών ιδιοτήτων). Παρόλο που οι αλληλεπιδράσεις της οπτικής ακτινοβολίας με το βιολογικό ιστό έχουν διερευνηθεί εκτεταμένα, οι μηχανισμοί που τις διέπουν στη νανοκλίμακα δεν έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως και ιδιαίτερα η επίδραση σε επιφανειακά νανο-χαρακτηριστικά παραμένει αδιευκρίνιστη. Η επίδραση στη νανοτοπογραφία είναι καθοριστικής σημασίας καθώς η πλειοψηφία των βιολογικών αλληλεπιδράσεων διαδραματίζεται σε επιφάνειες ή/και διεπιφάνειες.Τα μήκη κύματος τα οποία επιλέχθηκαν καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα της οπτικής ακτινοβολίας και παρουσιάζουν ιδιαίτερες εφαρμογές στη βιοϊατρική. Συγκεκριμένα, στα πλαίσια της Διδακτορικής Διατριβής διερευνήθηκε η δυνατότητα Γένεσης Δεύτερης Αρμονικής (Second Harmonic Generation, SHG) από τα λεπτά υμένια κολλαγόνου μετά από διέγερση με laser στην περιοχή του εγγύς υπερύθρου (Near Infrared, NIR). Η γένεση αυτού του σήματος μπορεί να αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη τεχνικών μη-γραμμικής οπτικής ως διαγνωστικού εργαλείου για την ανίχνευση παθολογικών καταστάσεων που σχετίζονται με διαφοροποίηση των χαρακτηριστικών των ινών κολλαγόνου. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) με το κολλαγόνο. Δεδομένου ότι η UV ακτινοβολία έχει συσχετιστεί με διάφορες παθολογικές καταστάσεις, όπως φωτογήρανση, και η ακτινοβολία αυτή χρησιμοποιείται για την επεξεργασία βιολογικών υλικών κολλαγόνου για σκοπούς αποστείρωσης ή ανάπτυξης σταυροδεσμών για βελτίωση των ιδιοτήτων τους. Τέλος, διερευνήθηκε η επίδραση της χαμηλής ισχύος ακτινοβολίας laser στην περιοχή του ερυθρού (Low-Level Red Laser, LLRL), η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για τη θεραπεία με laser χαμηλής ισχύος (Low-Level Laser Therapy, LLLT). Η LLLT μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση ενός εύρους παθολογικών καταστάσεων, μεταξύ των οποίων και η αξιοποίηση της για την επούλωση πληγών. Για τις περιπτώσεις της ακτινοβόλησης με UV και LLRL διερευνήθηκε επιπλέον και η έμμεση επίδραση της οπτικής ακτινοβολίας στην κυτταρική συμπεριφορά, και συγκεκριμένα σε δερματικούς ινοβλάστες, μέσω της χρησιμοποίησης ακτινοβολημένων υμενίων ως υποστρωμάτων καλλιέργειας κυττάρων.Η ερευνητική εργασία, η οποία έχει εκπονηθεί στα πλαίσια της Διδακτορικής Διατριβής είναι σημαντική επιστημονικά, καινοτόμος και έχει τύχει διεθνούς ενδιαφέροντος. Μέρος των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την έρευνα έχουν ανακοινωθεί σε έντεκα (11) Διεθνή και οκτώ (8) Εθνικά Συνέδρια και από αυτές οκτώ (8) έχουν δημοσιευθεί στα πρακτικά των αντίστοιχων Συνεδρίων μετά από κρίση. Επίσης έχουν προκύψει τρεις (3) δημοσιεύσεις σε Διεθνή Έγκριτα Περιοδικά [Biomedical Signal Processing and Control (Elsevier), Material Science and engineering :C (Elsevier) και Journal of Nanophotonics (SPIE)] . Η ερευνητική εργασία με τίτλο «Surface nanoscale imaging of collagen thin films by Atomic Force Microscopy» που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Materials Science and Engineering C» χαρακτηρίστηκε από την Global Medical Discovery ως Key Scientific Article και "ως ιδιαίτερου ενδιαφέροντος για την προώθηση της βιοϊατρικής έρευνας"1. Επιπλέον, το περιοδικό Photonics Spectra, στο τεύχος του Ιουλίου 2012, στο άρθρο με τίτλο «Nanoscale Biomaterials Require Close Observation» παρουσίασε, μεταξύ των άλλων, μέρος της εργασίας η οποία επιτελείται στα πλαίσια της εν λόγω διδακτορικής διατριβής, αντανακλώντας το διεθνή αντίκτυπο που έχει το ερευνητικό έργο του εργαστηρίου Βιοϊατρικής Οπτικής και Εφαρμοσμένης Βιοφυσικής.
URI: http://artemis-new.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/8961
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές - Ph.D. Theses

Files in This Item:
File SizeFormat 
PD2014-0032.pdf14.3 MBAdobe PDFView/Open


Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.