Τμήμα Φαρμακευτικής (Δημοσ. Π.Π. σε συνέδρια)

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 14 of 14
  • ItemOpen Access
    Unraveling the chemical changes induced on human meniscus by ostoearthritis using micro-Raman spectroscopy
    (2014-06-08) Παπασπυριδάκου, Παναγιώτα; Παπαχρήστου, Διονύσιος; Μέγας, Παναγιώτης; Κοντογιάννης, Χρίστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Papaspyridakou, Panagiota; Papachristou, Dionysios; Megas, Panagiotis; Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina
    Human meniscus a crescent-shaped fibrocartilagenous structure that divides partly the knee joint cavity and is vulnerable to chemical changes caused by pathological conditions. Osteoarthritis is characterized by degeneration of cartilage, precipitation of inorganic crystals and overall deterioration of structure. micro-Raman spectroscopy, a non destructive vibrational technique with in vivo capabilities, yielding information on chemical composition of the irradiated specimen, was employed as a tool to detect chemical changes on human meniscal samples. The spectra were obtained from various spots on the specimen surface, under the same conditions. The existence of collagen type I was detected on the severely osteoarthritic areas along with dermatan sulfate, while the existence of collagen type II with chondroitin sulfate was found on the majority of the spectra obtained. Coexistence of collagen type I and collagen type II was also observed on a small proportion of the spectra obtained. Bioapatite and calcite crystals were also detected on the rim of our sample.
  • ItemOpen Access
    Using Raman spectroscopy for the study of biogenic materials
    (2012-05-04) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Bouropoulos, Nikolaos; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Μπουρόπουλος, Νικόλαος
    Raman spectroscopy (RS) is a valuable tool for non-destructive qualitative and quantitative analysis of numerous biogenic materials. Characteristic examples are presented in this work and include characterization of urinary stones, encrusted deposits of stents and bone tissue. In the case of urinary stones the application of RS was capable of analyzing the mineral components of different layers of a urinary stone and the results were compared to those obtained by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray powder diffraction (XRD). FTIR and RS were also used in order to characterise the encrusted deposits formed onto a metallic thermosensitive prostatic stent. In the third example FT-Raman spectroscopy was used to assess the compositional changes that were induced by ovariectomy to tibiae of female wistar rats. It was found that the mineral and organic phase Raman intensities of the osteoporotic bones reduced compared to healthy controls, following the same trend as the values obtained from the application of peripheral quantitative computer tomography on the same bones proving that Raman spectroscopy can be an additional valuable tool for studying osteoporosis.
  • ItemOpen Access
    Raman spectroscopy: a tool for the characterization of plant mineral deposits
    (2012-05-04) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Karabourniotis, Georgios; Katri, Magda; Dimitrakopoulou, Aikaterini; Lourida, Vasiliki; Nikolopoulos, Dimosthenis; Tooulakou, Georgia; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Καραμπουρνιώτης, Γεώργιος; Κάτρη, Μάγδα; Δημητρακοπούλου, Αικατερίνη; Λουριδά, Βασιλική; Νικολόπουλος, Δημοσθένης; Τοουλάκου, Γεωργία
    Calcium salts of oxalate and carbonate are common crystalline mineral deposits in plant tissues. Calcium oxalate occurs in the vacuoles of specialized idioblastic cells (crystal cells) while calcium carbonate usually forms amorphous deposits called cystoliths. Characterization of the substances present in a crystal cell or in a lithocyst is an important step in deciphering the metabolic interactions between these mineral deposits and the plant cells. Different methods have been used for their characterization including scanning electron microscopy techniques, powder diffraction X-ray analysis, X-ray absorption spectroscopy, and infrared spectroscopy. Application of the above-mentioned techniques is usually complicated and destructive for the specimen. In the present work, Raman spectroscopy, a non-destructive vibrational technique, was applied on cystoliths that were isolated from Morus alba leaves and crystals isolated from Amaranthus hybridus. It was found that the cystoliths from Morus contained mainly calcium carbonate while the crystals from Amaranthus were made almost exclusively of calcium oxalate monohydrate. Differences in the Raman spectra were observed during leaf development, indicating that Raman spectroscopy can be a valuable tool in the search for the role of cystoliths.
  • ItemOpen Access
    Identification of drug polymorphs in tablets
    (2012-05-04) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Karampas, Ioannis; Zissi, Georgia; Skorda, Dimitra; Serpi, E; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Καραμπάς, Ιωάννης; Ζήση, Γεωργία; Σκορδά, Δήμητρα; Σέρπη, Ελευθερία
    Polymorphs of an Active Pharmaceutical Ingredient (API) can have different chemical and physical properties and, thus, a direct impact on the process-ability of the drug substance and the quality/performance of the drug product, such as stability, dissolution, and bioavailability. Therefore, identification of the crystal phase of an API is of outmost importance. In this work methodologies were developed based on X-ray powder diffraction and IR for the identification of the crystal phase of two APIs (Atorvastatin Calcium and Donepezil HCl) in commercial tablets.
  • ItemOpen Access
    Effect of dilipidization and deproteination protocols of bone on biological apatite
    (2012-05-04) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Karampas, Ioannis; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Καραμπάς, Ιωάννης
    Delipidization and deproteination methods are essential for the isolation of the mineral phase of bone, the biological apatite. In the present work, the effect of the above methods on the crystal size and crystallinity of bone mineral was studied. Ten bovine bones were subjected to these protocols and their crystal size and crystallinity were determined by X-ray Diffraction. In all cases, the delipidization protocol was found not to affect these parameters. On the other hand, deproteination method induces noteworthy changes. All the results statistically tested for their significance.
  • ItemOpen Access
    Analysis of bone composition with Raman spectroscopy
    (2012-05-04) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Kalonakis, Konstantinos; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Καλονάκης, Κωνσταντίνος
    Bone is a composite material formed by the nucleation and growth of a mineral highly resembling calcium hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2, within an organic matrix consisting mainly of type I collagen. Seventy percent of mature bone consists of the inorganic phase while the organic matrix and water fills the rest. Development of fast and reliable methodologies capable of analyzing chemically the major bone constituents is needed. In the present work, Raman spectroscopy, a non-destructive technique, was applied as such a tool on bovine cortical and trabecular parts of bone. Preliminary results show that their mineral to organic ratio differs at 30%.
  • ItemOpen Access
    Development of methodologies for characterization of calcium phosphates in their mixture
    (2012-04-27) Kontoyannis, Christos; Karampas, Ioannis; Κοντογιάννης, Χρήστος
    The characterization of a mixture consisting of four of outmost biologically significance calcium phosphates (hydroxyapatite, octacalcium phosphate, dicalcium phosphate dihydrate and dicalcium phosphate anhydrous) was attempted. The difficulty in this task lies in the similarity of their chemical and crystal structure. For the identification three spectroscopic techniques were applied: Raman spectroscopy, IR spectroscopy and X-ray powder diffraction (XRPD). Based on careful examination of the spectra, three approaches are proposed depending on instrument availability. One requires combination of IR and Raman information, the second IR and XRPD and the third only XRPD patterns before and after the heating the mixture at 850 oC.
  • ItemOpen Access
    Identification and stability of calcipotriol pseudopolymorphs in pharmaceutical creams
    (2012-04-27) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα
    Calcipotriol is a vitamin D analogue and is used as active pharmaceutical ingredient in pharmaceutical formulations against psoriasis. It exists in two pseudopolymorphs, anhydrate and monohydrate, the latter of which, can be found in the commercially available cream Dovonex®. The percentage of the API in the cream is as low as 0.005 wt %. Methodologies were developed for monitoring calcipotriol’s hydrate state in creams exhibiting pharmaceutical strength considerably lower than the detection ability of all commonly used techniques. The methods were based on X-Ray Powder Diffraction and micro-Raman spectroscopy. Transformation of calcipotriol anhydrate crystals to monohydrate was found to take place in the presence of cream’s excipients.
  • ItemOpen Access
    New methodologies for the quantification of the consituens of bone by Raman spectroscopy
    (2012-04-27) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Karampas, Ioannis; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Καραμπάς, Ιωάννης
    Bone is a composite material consisting of inorganic material (biological apatite), embedded in an organic matrix (collagen type I). Both functionality and integrity of bone are related to those constituents. The mineral gives bone tissue mechanical strength while collagen is responsible for its elasticity. Pathological conditions like osteoporosis, osteopetrosis, osteomalacia are related chemical composition changes of the tissue. In the current study, an attempt was made to quantify both mineral and organic component simultaneously in a fast and accurate way, by employing Raman Spectroscopy. Two approaches were followed: one using peak ratios and a second implementing chemometric analysis. Results showed that calibration models based on ratios of the 961 cm-1 vibration for apatite to the 1667 cm-1 for collagen and the chemometric analysis of the obtained spectra exhibited similar ability of prediction but chemometric model was characterized by superior accuracy.
  • ItemOpen Access
    Raman spectroscopy of osteoporotic rat tibia
    (2012-03-08) Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Vradaki, Martha; Κοντογιάννης, Χρήστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Βαρδάκη, Μάρθα
    Fractures are the most frequent health problem associated with bone. Metabolic diseases, such as osteoporosis, affect skeletal integrity, reduce strength and toughness of bone and lead to increased risk of fragility. In the present work, changes in the amount and/or quality of bone were studied in osteoporotic tibiae from female wistar rats compared to healthy controls. Osteoporosis was induced through ovariectomy. Bone composition and quality was evaluated employing Raman Spectroscopy. Several spectra were recorded. The height of the primary phosphate band (PO43-, v1) for the mineral at 959 cm-1, the carbonate peak at 1070 cm-1 under the combined phosphate-carbonate envelope 1010-1100 cm-1 spectral range, the matrix bands at 855 cm-1 (hydroxyproline), 875 cm-1 and 920 cm-1 (proline), as well as the three major peaks under amide I envelope (1620-1710 cm-1) were measured after proper baselinining and deconvolution. The mineral to matrix ratio [959 cm-1 / (855 cm-1 + 875 cm-1 + 920 cm-1)] was reduced, suggesting decreased mineral quantity in the osteoporotic tibiae compared to controls. Carbonate levels remained stable which implies absence of new bone tissue formation, though bone is known to follow a constant renewal procedure. The mineral to amide I envelope ratio exhibited an increasing trend suggesting that amide I cannot be used as collagen metrics as it is subject to polarization effects. Further analysis of the amide I envelope shows that the band changes shape following bone disease, which is a result of the change in the ratio of the peaks lying under the amide I envelope. Therefore, changes in collagen cross-linking accompany reduction of mineral amount and lead to reduced strength and increased fragility in osteoporosis.
  • ItemOpen Access
    Raman spectroscopy of articular cartilage and subchondral bone on osteoarthritic human femoral heads
    (2012-03-08) Kontoyannis, Christos; Vardaki, Martha; Megas, Panagiotis; Panteliou, Sofia; Orkoula, Malvina; Papachristou, Dionysios; Κοντογιάννης, Χρίστος; Βαρδάκη, Μάρθα; Μέγας, Παναγιώτης; Παντελιού, Σοφία; Όρκουλα, Μαλβίνα; Παπχρήστου, Διονύσιος
    Osteoarthritis (OA), is a very common skeletal disease, characterized by the degeneration of the articular/hyaline cartilage and the subchondral bone. It is mostly caused by excessive mechanical loading on the joints, although it can also have biological/metabolic origins or contributions. Because cartilage is avascular it repairs very slowly, if at all. In the OA patients, hyaline cartilage is gradually destroyed and becomes eventually sufficiently thin that bony surfaces rub against each other, resulting in intense pain. The health of bone is clinically measured by non-invasive techniques that probe tissue architecture at various scales and with varying detail. Similarly, cartilage health is usually assessed by clinical examination and by histopathologic evaluation of excised specimens. The first is non-invasive but subjective while the second is time-consuming and painful, since the tissues are obtained after surgery. In the present work, Raman Spectroscopy was employed for the study of human osteoarthritic femoral heads as a potentially complementary method, because it reports on composition and chemical environment of important tissue constituents and hopefully can detect disease inducing damage to articular cartilage before it becomes visible using current clinical imaging methods. Subchondral bone composition and quality was evaluated. Spectral differences between collagen type I and II can mark the boundaries between bone tissue and articular cartilage in the osteoarthritic femoral head.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη της ποιότητας ανθρώπινων γνάθων με φασματοσκοπία Raman
    (2012-03-08) Κοντογιάννης, Χρίστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Παντελιού, Σοφία; Κουβαριτάκη, Σοφία; Βαρδάκη, Μάρθα; Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Panteliou, Sophia; Kouvaritaki, Sophia; Vardaki, Martha
    Η «ποιότητα» του οστού είναι ένας σύνθετος όρος που εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως η πυκνότητα, οι μηχανικές ιδιότητες, η χημική σύσταση, η αρχιτεκτονική του οστού, σε μακροσκοπικό και μικροσκοπικό επίπεδο. Στην περίπτωση των γνάθων, η εκτίμηση της ποιότητας είναι μια απαραίτητη πληροφορία πχ. πριν από επεμβάσεις για προσθήκη εμφυτεύματος. Η παράμετρος στην οποία συχνότερα γίνεται αναφορά για να δίνεται μια εικόνα της κατάστασης του οστού, είναι η πυκνότητά του (Bone Mineral Density – BMD). Αυτή μετράται κλινικά με τεχνικές μη-επεμβατικές που όμως χρησιμοποιούν ακτινοβολία-Χ. Ένα ακόμη μειονέκτημά τους είναι η απόκρισή τους μόνο στο ανόργανο συστατικό του οστού (βιοαπατίτης) χωρίς να λαμβάνουν υπόψη τους το οργανικό (κυρίως κολλαγόνο τύπου Ι), το οποίο όμως και αυτό υφίσταται φθορά είτε λόγω γήρανσης του οστού είτε λόγω κάποιας ασθένειας. Στην παρούσα εργασία, ανθρώπινες γνάθοι μελετήθηκαν με Φασματοσκοπία Raman, μια τεχνική που δίνει πληροφορίες για τη χημική σύσταση του εξεταζόμενου δείγματος. Φάσματα Raman καταγράφηκαν από διάφορα σημεία των γνάθων. Μέτρηση των εμβαδών των κορυφών που αποδίδονται στον βιοαπατίτη και στο κολλαγόνο έδωσαν πληροφορίες για τη διαφοροποίηση της ποιότητας του οστού από σημείο σε σημείο της γνάθου. Από τη «χαρτογράφηση» των ιστών και τη σύγκριση μεταξύ τους προέκυψαν συμπεράσματα για τη δομή των γνάθων.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη του αρθρικού χόνδρου και του υποχόνδρινου οστού σε οστεοαρθριτικές ανθρώπινες κεφαλές μηριαίου οστού με φασματοσκοπία Raman
    (2012-03-08) Κοντογιάννης, Χρίστος; Όρκουλα, Μαλβίνα; Βαρδάκη, Μάρθα; Μέγας, Παναγιώτης; Παντελιού, Σοφία; Παπαχρήστου, Διονύσιος; Kontoyannis, Christos; Orkoula, Malvina; Vardaki, Martha; Megas, Panagiotis; Panteliou, Sophia; Papachristou, Dionissios
    Η Οστεοαρθρίτιδα είναι μια συχνά εμφανιζόμενη σκελετική ασθένεια, η οποία χαρακτηρίζεται από εκφυλισμό του αρθρικού/υαλώδους χόνδρου και του υποχόνδρινου οστού. Προκαλείται από εκτεταμένο μηχανικό φορτίο στις αρθρώσεις, μπορεί όμως να έχει και βιολογική προέλευση ή συνεισφορά. Στους οστεοαρθριτικούς ασθενείς ο χόνδρος τελικά γίνεται πολύ λεπτός με αποτέλεσμα οι επιφάνειες των οστών να έρχονται σε επαφή και να τρίβονται μεταξύ τους προκαλώντας πόνο. Η κατάσταση του αρθρικού χόνδρου εκτιμάται με κλινική εξέταση και με ιστοπαθολογικές μετρήσεις δειγμάτων που έχουν αφαιρεθεί χειρουργικά. Η πρώτη είναι μη-επεμβατική αλλά υποκειμενική, ενώ η δεύτερη χρονοβόρα και επώδυνη καθώς τα δείγματα ιστού αφαιρούνται με επέμβαση. Στην παρούσα εργασία, ανθρώπινες οστεοαρθριτικές κεφαλές μηριαίου οστού μελετήθηκαν με Φασματοσκοπία Raman, μία δονητική τεχνική που δίνει πληροφορίες για τη χημική σύσταση του εξεταζόμενου δείγματος. Αντικείμενο της εργασίας ήταν να διαπιστωθεί αν μπορεί η τεχνική αυτή να ανιχνεύσει τη φθορά του χόνδρου πριν ακόμα αυτή γίνει αντιληπτή με τις τρέχουσες μεθόδους και επομένως να χρησιμοποιηθεί για την κλινική διάγνωση της οστεοαρθρίτιδας όταν αυτή βρίσκεται σε πρώϊμο στάδιο. Διαφορές διαπιστώθηκαν ανάμεσα στα φάσματα ασθενούς και υγιούς χόνδρου. Μετατοπίσεις αλλά και αναστροφές στους λόγους των εντάσεων κορυφών που βρίσκονται κάτω από την ευρεία ζώνη των αμιδίων συνιστούν ένα μέτρο για τη φθορά του χόνδρου. Αυτό στηρίζεται στο γεγονός ότι οι συγκεκριμένες δονήσεις συνδέονται με τη δευτεροταγή δομή του κολλαγόνου και οποιαδήποτε αλλαγή στο μόριο αποτυπώνεται στη θέση και στην ένταση αυτών. Η δομή και η σύσταση του υποχόνδρινου οστού επίσης εκτιμήθηκαν με τη Φασματοσκοπία Raman. Αλλαγές στην ποσότητα αλλά και στο ποσοστό των ανθρακικών του βιοαπατίτη καταγράφηκαν. Επίσης, οι φασματικές διαφορές μεταξύ του κολλαγόνου του οστού (τύπου Ι) και κολλαγόνου του χόνδρου (τύπου ΙΙ) σηματοδοτούν τα όρια μεταξύ οστού και χόνδρου στην οστεοαρθρίτιδα.
  • ItemOpen Access
    Ανάπτυξη αναλυτικής μεθοδολογίας με φασματοσκοπία Raman για την εκτίμηση της ποιότητας των οστών
    (2012-03-08) Κοντογιάννης, Χρίστος; Καραμπάς, Ιωάννης; Όρκουλα, Μαλβίνα; Kontoyannis, Christos; Karabas, Ioannis; Orkoula, Malvina
    Το οστό αποτελεί ένα σύνθετο υλικό το οποίο αποτελείται κατά βάση από ένα χημικό και δομικό ανάλογο του φωσφορικού άλατος υδροξυαπατίτης [Ca10(PO4)6(OH)2], το οποίο γι’ αυτό το λόγο καλείται βιοαπατίτης και από την πρωτεΐνη κολλαγόνο (τύπου Ι). Η σύσταση δηλαδή του οστού διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε πολλές από τις μηχανικές ιδιότητές του όπως είναι η αντοχή σε θραύση, η ακαμψία, η ελαστικότητα. Έτσι, η περιεκτικότητα σε βιοαπατίτη και κολλαγόνο του οστού μπορεί να αναχθεί σε ένα παράγοντα εκτίμησης της παθολογικής του κατάστασης. Οι υπάρχουσες τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ποιότητας των οστών έχουν σημαντικά προβλήματα. Με την παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια ανάπτυξης μεθοδολογίας, με σημαντικά συγκριτικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις υπάρχουσες τεχνικές, βασισμένη στη χρήση της φασματοσκοπίας Raman. Βιοαπατίτης και κολλαγόνο απομονώθηκαν από δείγματα οστών και χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή πρότυπων δειγμάτων (δείγματα με γνωστές περιεκτικότητες σε βιοαπατίτη και κολλαγόνο). Από το φάσμα Raman χρησιμοποιήθηκε το ύψος και το εμβαδό της κορυφής στα 960 cm-1 (ν1 δόνηση των ΡΟ43-) ως δείκτης της ποσότητας του βιοαπατίτη. Για το κολλαγόνο χρησιμοποιήθηκαν η διπλή κορυφή που εμφανίζεται στα 855 και 878 cm-1 και αντιστοιχεί στις δονήσεις των αμινοξέων προλίνη και υδροξυπρολίνη, η δόνηση του αμιδίου Ι που αντιστοιχεί στην κορυφή στα 1667 cm-1 και η κορυφή στα 2941 cm-1 (CH2 δόνηση). Για τις παραπάνω κορυφές χρησιμοποιήθηκαν επίσης εμβαδά και ύψη και κατόπιν κατασκευάστηκαν ευθείες αναφοράς για τους λόγους υψών και εμβαδών έναντι του λόγου περιεκτικοτήτων για κάθε ζεύγος κορυφών. Επίσης, επιχειρήθηκε η ανάπτυξη μοντέλου ποσοτικής ανάλυση βιοαπατίτη-κολλαγόνου χρησιμοποιώντας τη χημειομετρική μέθοδο PLS, χρησιμοποιώντας όχι μεμονωμένες κορυφές αλλά μια ευρεία περιοχή του φάσματος. Τα μοντέλα ποσοτικής ανάλυσης που προέκυψαν με χρήση της φασματοσκοπίας Raman, εφαρμόστηκαν σε δείγματα οστών με άγνωστη περιεκτικότητα. Ακολούθως, για τα ίδια δείγματα υπολογίστηκαν οι περιεκτικότητες σε βιοαπατίτη και κολλαγόνο με τη βοήθεια δύο άλλων αναλυτικών τεχνικών, της φασματοσκοπίας ατομικής απορρόφησης (AAS) και της θερμοσταθμικής ανάλυσης (TGA). Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα από τον κάθε διαφορετικό τρόπο ποσοτικής ανάλυσης με τη βοήθεια της φασματοσκοπίας Raman, με τα αντίστοιχα από τις άλλες δύο τεχνικές, προέκυψε ότι είναι εφικτός ο αξιόπιστος προσδιορισμός της περιεκτικότητας του οστού σε βιοαπατίτη και κολλαγόνο αρκεί να χρησιμοποιηθεί ο λόγος υψών 960 cm-1/(855 cm-1+878 cm-1).