Ρεολογική μελέτη υδροπηκτωμάτων από μίγματα πολυμερών με βάση το αλγινικό νάτριο εμβολιασμένο με δραστικές ομάδες βορονικού οξέος

datacite.contributor.SupervisorΤσιτσιλιάνης, Κωνσταντίνος
dc.contributor.authorΚοκκίνης, Κωνσταντίνος
dc.contributor.otherKokkinis, Konstantinos
dc.date.accessioned2026-03-03T06:04:33Z
dc.date.available2026-03-03T06:04:33Z
dc.date.issued2026-02-25
dc.degreegraduateThesis
dc.description.abstractΤα υδροπηκτώματα είναι μια κατηγορία μαλακών υλικών που έχουν την ικανότητα να απορροφούν μεγάλες ποσότητες υγρών, χωρίς να χάνεται η δομική τους ακεραιότητα. Η δομή τους είναι ένα τρισδιάστατο δίκτυο που δημιουργείται μέσω φυσικών ή χημικών δεσμών. Οι μηχανικές τους ιδιότητες προσομοιάζουν αυτές των ανθρώπινων ιστών και για τον λόγο αυτό τα τελευταία χρόνια, τα υδροπηκτώματα έχουν αναδειχθεί ως μια πολύ ενδιαφέρουσα επιλογή για διάφορες βιοϊατρικές εφαρμογές χάρις στην βιοσυμβατότητά τους. Τα υδροπηκτώματα είναι ενδιαφέροντα για αυτές τις εφαρμογές, ωστόσο σε πολλές περιπτώσεις, στις συνθήκες του ανθρώπινου σώματος (pH, θερμοκρασία), τα υδροπηκτώματα αυτά εμφανίζουν gel – sol μετάβαση. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, αναμειγνύοντας μεταξύ τους υδροπηκτώματα με παρόμοιο σκελετό από φυσικά πολυμερή λόγω της βιοσυμβατότητάς τους. Μελετήθηκαν οι ρεολογικές ιδιότητες διαφόρων υδροπηκτωμάτων αλγινικού νατρίου εμβολιασμένου με βορονικό οξύ καθώς και η ανάμιξη αυτού με άλλα υδροπηκτρώματα, με σκοπό τη δυνατότητα χορήγηση τους στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω ένεσης. Το αλγινικό νάτριο εμβολιασμένο με βορονικό οξύ σε αλκαλικά pH γίνεται πήκτωμα μέσω της δημιουργίας βορονικού εστέρα μεταξύ του εμβολιασμένου βορονικού οξέος και των cis 1,2 διολών της αλυσίδας του αλγινικού. Στο πλαίσιο αυτό έγιναν πειράματα σε δείγματα αλγινικού οξέος εμβολιασμένου με βορονικό οξύ, καθώς και σε αναμίξεις αυτού με άλλα πολυμερή. Διεξάχθησαν σειρές πειραμάτων στο αλγινικό εμβολιασμένο με βορονικό οξύ σε συγκεντρώσεις 5 – 6% και διάφορα pH, σε πηκτώματα πόλυ-ακρυλικού οξέος (Carbopol) 1 – 2% καθώς και στην ανάμιξη του NaAlg-BA με το Carbopol σε συγκεντρώση 6% (5-1% & 4-2%). Το pH επιλέχθηκε σε τιμές 7.4, παρόμοιο με αυτό του φυσιολογικού ανθρώπινου pH. Έγινε επίσης δοκιμή ανάμιξης του NaAlg-BA με PAA-g-PLL σε αντίστοιχες συνθήκες συγκέντρωσης, θερμοκρασίας και pH. Τα αποτελέσματα των ρεολογικών πειραμάτων έδειξαν πως με την προσθήκη μικρής συγκέντρωσης από Carbopol και PAA-g-PLL το σημείο gel-sol μετάβασης μετατοπίζεται επιτρέποντας τη διατήρηση των ιδιοτήτων του gel στο εύρος θερμοκρασιών που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Συγκρίνοντας τις δύο αναμίξεις, το PAA-g-PLL φάνηκε πως δεν συνεισφέρει στη δημιουργία ενός ισχυρότερου υδροπηκτώματος με τις ιδιότητες που συνολικά είναι επιθυμητές, καθώς το υδροπήκτωμα είχε σημαντικά χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες. Με βάση τα αποτελέσματα, το σύστημα NaAlg-BA/Carbopol αναδεικνύεται ως ιδιαίτερα πολλά υποσχόμενο για βιοϊατρικές εφαρμογές, όπως η ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμακευτικών ουσιών.
dc.description.translatedabstractHydrogels are a class of soft materials that have the ability to absorb large amounts of liquid without losing their structural integrity. Their structure is a three-dimensional network created by physical or chemical bonds. Their mechanical properties resemble those of human tissues, which is why, in recent years, hydrogels have emerged as a very interesting option for various biomedical applications thanks to their biocompatibility. Hydrogels are interesting for these applications, but in many cases, under human body conditions (pH, temperature), undergo a gel-sol transition. The aim of this thesis was to overcome this problem by mixing hydrogels with a similar backbone from natural polymers due to their biocompatibility. The rheological properties of various sodium alginate hydrogels grafted with boronic acid were studied, as well as their mixing with other hydrogels, with the aim of administering them to the human body via injection. Sodium alginate grafted with boronic acid at alkaline pH forms a gel through the creation of a boronic ester between the grafted boronic acid and the cis 1,2 diols of the alginate chain. Subsequently, experiments were conducted on samples of alginic acid grafted with boronic acid, as well as on mixtures of this with other polymers. A series of experiments were conducted on boronic acid-grafted sodium alginate at concentrations of 5–6% and various pH values, in polyacrylic acid (Carbopol) 1–2% gels, as well as in mixtures of NaAlg-BA with Carbopol at a concentration of 6% (5–1% & 4–2%). The pH was set at 7.4, similar to that of normal human pH. A test was also conducted mixing NaAlg-BA with PAA-g-PLL under corresponding conditions of concentration, temperature, and pH. The results of the rheological experiments showed that with the addition of a small concentration of Carbopol and PAA-g-PLL, the gel-sol transition point shifts, allowing the gel properties to be maintained in the temperature range of interest. Comparing the two mixtures, PAA-g-PLL did not appear to contribute to the formation of a stronger hydrogel with the overall desirable properties, as the hydrogel had significantly lower mechanical properties. Based on the results, the NaAlg-BA/Carbopol system appears to be particularly promising for biomedical applications, such as the controlled release of pharmaceutical substances.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/31568
dc.language.isoel
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Greeceen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/
dc.subjectΠολυμερή
dc.subjectΥδροπηκτώματα
dc.subjectΑλγινικό νάτριο
dc.subjectΒορονικό οξύ
dc.subject.alternativePolymers
dc.subject.alternativeHydrogels
dc.subject.alternativeSodium alginate
dc.subject.alternativeBoronic acid
dc.subject.alternativeCarbopol
dc.titleΡεολογική μελέτη υδροπηκτωμάτων από μίγματα πολυμερών με βάση το αλγινικό νάτριο εμβολιασμένο με δραστικές ομάδες βορονικού οξέος
dc.title.alternativeRheological study of hydrogels from mixtures of polymers based on sodium alginate grafted with boronic acid functional groups

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΚΟΚΚΙΝΗΣ.pdf
Size:
2.85 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: